本文關(guān)鍵詞：三相光伏并網(wǎng)逆變器故障診斷研究

  更多相關(guān)文章： 三相并網(wǎng)逆變器 故障診斷 器件故障 IGBT開路 支持向量機(jī)

【摘要】：光伏并網(wǎng)逆變器是連接光伏電池板和大電網(wǎng)的橋梁,其可靠性關(guān)系到光伏發(fā)電系統(tǒng)和大電網(wǎng)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是基于IGBT的并網(wǎng)型逆變器中直流穩(wěn)壓電容、功率管IGBT、續(xù)流二極管、濾波電感等器件的開路和短路會對逆變器運(yùn)行造成不同程度的影響,因此,利用不同故障類型下逆變器交直流兩側(cè)的電壓和電流信息,準(zhǔn)確判斷出故障類型,對于故障定位、設(shè)備維修以及保護(hù)制定具有重要意義。本文以采用恒功率控制的三相光伏并網(wǎng)逆變器為研究對象,對逆變器主要器件開路和短路時(shí)交流側(cè)輸出三相電流和直流側(cè)輸入電流的故障特征進(jìn)行了分析,并給出了基于交流側(cè)電流檢測的逆變器故障診斷方法和基于直流側(cè)電流檢測的IGBT開路故障診斷方法。首先,簡述了三相光伏并網(wǎng)逆變器的主拓?fù)浜涂刂品绞?并以PSCAD/EMTDC為仿真平臺搭建了典型光伏系統(tǒng)和各類器件故障的模型。同時(shí)對逆變器的常用保護(hù)進(jìn)行調(diào)研,在考慮到逆變器各類保護(hù)的基礎(chǔ)上開展對器件故障的診斷研究。其次,對直流側(cè)電容、IGBT、續(xù)流二極管和濾波電感四類器件的主要失效機(jī)理和發(fā)生短路、開路故障時(shí)交流側(cè)輸出電流和直流側(cè)輸入電流(或電壓)的故障特征進(jìn)行了總結(jié)歸納。再次,提出了基于交流側(cè)電流檢測的逆變器故障診斷方法,利用交流側(cè)輸出電流的波形特征,并附加三相電流總諧波畸變率和三相電流正、負(fù)半波的總諧波畸變率作為補(bǔ)充判別條件,實(shí)現(xiàn)了IGBT開路、續(xù)流二極管開路、濾波電感開路和濾波電感短路四類故障的診斷。最后,本著減少傳感器使用數(shù)目的原則,提出了基于直流側(cè)電流檢測的IGBT開路故障診斷方法,采用傅里葉分解方法對逆變器正常運(yùn)行和故障狀態(tài)下直流側(cè)電流進(jìn)行諧波分析和特征提取,通過支持向量機(jī)方法對逆變器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分類。仿真結(jié)果表明以并網(wǎng)逆變器直流側(cè)電流的直流分量和二次諧波含有率為特征量能夠有效實(shí)現(xiàn)逆變器開關(guān)器件故障診斷。
【關(guān)鍵詞】：三相并網(wǎng)逆變器 故障診斷 器件故障 IGBT開路 支持向量機(jī)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景及意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 基于數(shù)學(xué)模型的方法11-12
• 1.2.2 基于信號處理的方法12-13
• 1.2.3 基于知識的方法13-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第2章 三相光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浜统Ｓ帽Ｗo(hù)16-25
• 2.1 三相光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浜涂刂?/span>16-20
• 2.1.1 主電路結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 控制方式17-20
• 2.2 三相光伏并網(wǎng)逆變器常用保護(hù)20-23
• 2.2.1 IGBT過壓保護(hù)21
• 2.2.2 IGBT過流保護(hù)21-22
• 2.2.3 IGBT過熱保護(hù)22-23
• 2.2.4 逆變器外電路保護(hù)23
• 2.3 三相光伏并網(wǎng)逆變器器件故障建模23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 三相逆變器器件故障特征分析25-34
• 3.1 直流側(cè)電容故障特征25-27
• 3.1.1 直流側(cè)電容失效機(jī)理25-26
• 3.1.2 直流側(cè)電容短路故障特征26
• 3.1.3 直流側(cè)電容開路故障特征26-27
• 3.2 功率管IGBT故障特征27-30
• 3.2.1 IGBT失效機(jī)理27
• 3.2.2 IGBT短路故障特征27-28
• 3.2.3 IGBT開路故障特征28-30
• 3.3 續(xù)流二極管故障特征30-31
• 3.3.1 續(xù)流二極管失效機(jī)理30
• 3.3.2 續(xù)流二極管短路故障特征30
• 3.3.3 續(xù)流二極管開路故障特征30-31
• 3.4 濾波電感故障特征31-32
• 3.4.1 濾波電感失效機(jī)理31
• 3.4.2 濾波電感短路故障特征31-32
• 3.4.3 濾波電感開路故障特征32
• 3.5 本章小結(jié)32-34
• 第4章 基于交流側(cè)電流檢測的逆變器故障診斷方法34-41
• 4.1 故障匹配方法34-36
• 4.1.1 續(xù)流二極管開路和濾波電感短路34
• 4.1.2 電感開路和IGBT同橋臂兩IGBT開路34-35
• 4.1.3 續(xù)流二極管開路35-36
• 4.2 故障診斷系統(tǒng)的整體流程設(shè)計(jì)36-40
• 4.2.1 基于交流側(cè)電流檢測的器件故障特征36-37
• 4.2.2 故障診斷系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)37-40
• 4.3 本章小結(jié)40-41
• 第5章 基于直流側(cè)電流檢測的IGBT開路故障診斷方法41-50
• 5.1 IGBT開路故障下逆變器直流側(cè)電流分析41-42
• 5.2 基于快速傅里葉分解的故障特征提取42-44
• 5.2.1 快速傅里葉變換42-43
• 5.2.2 直流側(cè)故障電流FFT分解43-44
• 5.3 基于支持向量機(jī)智能診斷算法44-49
• 5.3.1 SVM分類原理44-48
• 5.3.2 結(jié)果及分析48-49
• 5.4 本章小結(jié)49-50
• 第6章 結(jié)論與展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果57-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作58-59
• 致謝59

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