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基于数学形态学和Pearson相关系数的风电变流器开路故障识别方法
An Open-Circuit Fault Identification Method for Wind Power Converters Based on Mathematical Morphology and Pearson Correlation Coefficient
| 作者 | 卢奥煊季天瑶李梦诗莫春郑欣 |
| 期刊 | 电工技术学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 40 卷 第 11 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 三相逆变器 可靠性分析 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 变流器 开路故障 故障识别 数学形态学 Pearson相关系数 卢奥煊 季天瑶 李梦诗 莫春 郑欣 电工技术学报 Transactions of China Electrotechnical Society |
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针对风电机组变流器开路故障检测中存在的鲁棒性差与计算复杂问题，提出一种结合直流母线电压与转子电流的故障识别方法。利用数学形态学提取直流母线电压特征实现故障检测，采用Pearson相关系数分析转子三相电流波形以定位故障相，并结合电流平均值确定故障桥臂。该方法计算简便，可准确识别单管与双管开路故障。理论分析与仿真结果表明，在风速、负载波动及噪声干扰下，该方法仍具有高准确率与强鲁棒性。
由于风电机组工作环境恶劣,电力电子设备脆弱,变流器故障成为风电机组的常见故障之一.而变流器在风力发电系统中起到优化运行的作用,因此针对变流器开路故障的检测与识别至关重要.现有的检测方法存在鲁棒性不强及计算复杂的问题,为此该文提出一种同时基于直流母线电压和转子电流的故障识别方法.该方法基于数学形态学提取直流母线电压故障特征实现故障检测;基于 Pearson 相关系数提取转子侧三相电流波形特征定位故障相;基于电流平均值定位故障桥臂.该方法计算过程简单,可以准确识别变流器功率管的单管和双管故障,理论推导证明了所提方法的有效性和可靠性.仿真算例考虑了风速波动、负载波动和噪声环境的影响,结果表明所提方法具有较高的准确率及较强的鲁棒性.
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SunView 深度解读
该故障诊断方法对阳光电源的变流器产品线具有重要参考价值。通过数学形态学和Pearson相关系数的创新组合,可提升SG系列光伏逆变器、ST系列储能变流器的开路故障诊断能力。特别是在复杂工况下的高鲁棒性特点,契合iSolarCloud平台的智能运维需求。该方法计算简单,易于工程实现,可优化现有产品的故障诊断算法,提高系统可靠性。建议在PowerTitan等大型系统中率先应用,并扩展至车载OBC等对可靠性要求较高的产品。这对完善阳光电源的预测性维护体系具有积极意义。