李 辉 杨 甜 谭宏涛 周芷汀 郑 杰,2

基于电压和电流特征的双馈风电变流器功率器件开路故障综合诊断

李 辉1杨 甜1谭宏涛1周芷汀1郑 杰1,2

（1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400044 2. 中船重工（重庆）海装风电设备有限公司 重庆 400021）

变流器功率器件开路故障监测与识别对提高双馈风电系统智能运维至关重要。针对现有基于变流器电压或电流单一特征以及固定阈值的方法难以同时实现功率器件故障诊断监测与识别问题，该文提出一种基于变流器直流母线电压的故障监测与基于转子电流故障识别的综合诊断方法。首先，理论分析变流器功率器件开路故障对直流母线电压的影响，基于累积和（CUSUM）算法，提出基于直流母线电压特征的故障监测方法；其次，针对转子输出电流非平稳特性和阈值固定问题，提出基于归一化输出电流平均值和绝对平均值为故障特征量及自适应阈值的故障识别方法；最后，仿真模拟不同功率器件先后开路，验证所提方法的有效性，以风速随机及电网电压跌落为场景验证所提方法的鲁棒性。同时，以功率器件典型开路故障实验数据验证仿真分析的准确性。仿真与实验结果表明，所提方法能准确实现变流器功率器件开路故障诊断。

双馈风电变流器 功率器件开路故障 累积和算法 自适应阈值 故障综合诊断

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近年来，由于具备功率可调、控制独立及并网灵活等优势，基于双馈感应发电机（Doubly-Fed Induction Generator, DFIG）的风电机组一直是备受欢迎的机组类型之一。……