基于模型的风力发电并网逆变器健康预报研究

发布时间：2023-08-16 17:47

　　由于全球面临着严重的环境污染和化石燃料储量减少的双重危机,各国政府都在寻求更为清洁的、可持续的能源,因此风力发电迅猛发展,而逆变器作为重要组件之一,保证其安全可靠运行具有重要意义。目前,电力电子装置结构日渐复杂,组件发生故障的概率极高,导致大量的经济损失。而故障预测技术能降低维修成本,减少停机时间,比传统的维修方式更具有优势。因此,本文将键合图用于系统建模,探讨基于模型的逆变器故障预测研究。首先详述了键合图的基本理论,着重介绍了键合图的因果关系分配过程,这为本文用键合图法搭建电路的系统模型打下基础。其次考虑到系统中参数存在不确定性,提出线性分式变换与键合图结合,建立含有参数不确定性的混杂诊断键合图(Diagnostic Hybrid Bond Graph,DHBG)模型,并根据模型产生自适应阈值。基于混杂键合图的因果关系和结构特性,导出所有有效模式下的鲁棒解析冗余关系,并结合自适应阈值评价残差,实现混杂系统鲁棒故障诊断。并在20-sim中进行逆变器建模仿真,仿真结果验证了该方法的有效性。最后对逆变器进行故障预测研究,由逆变器鲁棒故障诊断可得到解析冗余关系(Analytical Redu...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 课题的研究现状
        1.2.1 故障预测方法概述
        1.2.2 故障预测的国内外研究现状
    1.3 课题研究的发展趋势
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 键合图基本理论
    2.1 键合图的广义变量
        2.1.1 功率变量
        2.1.2 能量变量
    2.2 基本的键合图元件
        2.2.1 一通口无源元件
        2.2.2 有源元件
        2.2.3 结
        2.2.4 变换器和回转器
        2.2.5 信息键合图
    2.3 因果关系及顺序因果分配过程
        2.3.1 因果关系
        2.3.2 顺序因果分配过程
    2.4 本章小结
第三章 基于键合图的参数不确定性鲁棒故障诊断
    3.1 混杂键合图
    3.2 混杂键合图的全局解析冗余关系生成方法
    3.3 故障特征矩阵
    3.4 基于键合图的系统不确定性建模
        3.4.1 线性分式变换形式
        3.4.2 参数不确定性的键合图建模
        3.4.3 测量不确定性的键合图建模
    3.5 鲁棒解析冗余关系和残差估计
    3.6 参数性故障诊断实例仿真
        3.6.1 诊断键合图模型
        3.6.2 鲁棒解析冗余关系及故障特征矩阵
    3.7 仿真结果
    3.8 本章小结
第四章 基于模型的逆变器故障预测研究
    4.1 基于键合图模型的故障预测方法
    4.2 基于增量键合图的系统稳定性分析
        4.2.1 Lyapunov第二法的基本概念
        4.2.2 平衡点计算和增量键合图
        4.2.3 基于增量键合图的Lyapunov第二法稳定性分析
    4.3 残差产生和退化预测
    4.4 逆变器故障预测研究及仿真
        4.4.1 退化过程推导及系统稳定性分析
        4.4.2 仿真结果分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间主要的研究成果
致谢



本文编号：3842343