تشخيص عيب مدار باز مبدل پشت‌به‌پشت ژنراتور DFIG توربين باد سرعت متغير با استفاده از تركيب روش‌هاي مدل - پايه و سيگنال - پايه

The Fault Diagnosis of Open-Circuit of Back-to-Back Converters in DFIG Wind Turbines of Variable Speed Using Combiniation Signal-Based and Model-Based Methodes

پايش وضعيت و عيب‌يابي توربين باد، موجب افزايش قابليت اطمينان و در دسترس بودن توربين مي‌شود. مدار باز شدن ترانزيستور دو قطبي گيت – عايق (IGBT) در مبدل توربين باد موجب تضعيف جريان خروجي مبدل مي‌شود و در نتيجه عملكرد توليد توان توربين باد دچار اختلال مي‌شود. در اين مقاله، عيب مدار باز گيت IGBT در مبدل پشت‌به‌پشت توربين بادي مبتني بر ژنراتور القايي دوسو تغذيه در ابتدا آشكارسازي و سپس مكان‌يابي شده است. روش پيشنهادي ارزان‌قيمت است و براي آشكارسازي و تعيين مكان عيب از سنسور اضافه، استفاده نمي‌كند. آشكارسازي عيب بر اساس استراتژي مدل-پايه است، براي توليد مانده از يك مشاهده‌گر مبتني بر مدل كالمن بر اساس استخراج ماتريس حالت جريان‌هاي سه ‌فاز از ژنراتور القايي دوسو تغذيه سمت شبكه و سمت روتور استفاده شده است و سپس ارزيابي مانده انجام مي‌شود. مكان عيب بر اساس استراتژي سيگنال-پايه و استخراج ويژگي ميانگين از سيگنال زماني تعيين شده است. براي ارزيابي ساختار پيشنهادي از يك شبيه‌ساز توربين بادي 2/5 مگاوات بر اساس داده واقعي، استفاده شده است. شبيه‌سازي‌ها نشان داد كه روش پيشنهادي، عيوب چندگانه و هم‌زمان را در يك شاخه يا شاخه‌هاي متفاوت سمت شبكه و روتور تشخيص مي‌دهد.

Condition monitoring (CM) and Fault Detection (FD) of wind turbine lead to an increase in the reliability and availability of turbines. IGBT open-circuit of wind turbine converters will bring about depletion in the output current of converters and, thus, reduction in the production of wind turbine power. In this research, the fault of open-circuit in back-to-back IGBT converter of wind turbines is first detected and, then, located. The proposed method is low cost and does not use extra sensors for fault detection and location. Fault detection is based on the model-based strategy; in order to generate the residual, an observer is deployed which is based on Kalman model of the extraction of grid side and rotor side DFIG three-phase currents state matrix; then the evaluation of residual is conducted. . Fault location is determined through signal-based strategy and the extraction of mean feature based on time signal. To evaluate the suggested structure, a 2.5MW wind turbine simulator is used according to real data. Simulations have shown that the proposed method, diagnostics the synchronous and multiple faults in one LEG or different LEGs of grid side and rotor side