双馈感应风力发电系统状态监测方法综述
双馈型风力发电系统低电压穿越技术综述
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｗ ｎ ｏ ｒｇ ｎ ｒ ｔ ｎ；ｄ ｕ ｌ —ｅ ｎ ｕ ｔ ｎ ｇ ｎ ｒ ｔｒ ｒｄ ｖ ｌ ｇ ａ ； ｌｗ ｖ ｌ ｇ ｉ ｅ ｔ ｒ ｕ ｈ ｙ ｒ ｓ： ｉ ｄ ｐ ｗｅ ｅ ｅ ａｉ ｏ ｏ ｂｙ ｆ ｄ ｉ ｄ ｃｉ ｅ ｅ ａｏ ；ｇｉ ｏｔ ｅ ｓ ｇ ｏ ｏｔ ｅ ｒｄ ｈ ｏ ｇ ｏ ａ ａ
ＹＡＮＧ ｎｇ． ＺＨ ｉ ，ｓ ｇ ｕ ｎｖｒｔ ， ｅ ｉ ０ ０４，Ｃ ｉａ Ｄ ｐ ｒ ｅ ｔｆＡ ｔ ｔ ｎ Ｔｉ ｈａ Ｕ ｉｅ ｉ Ｂ ｒｎ １０ ８ ｔ ｏ ｍ ｏ ｎ ｓｙ ｇ ｈｎ ）
Ａ ｓｒ ｃ ： ｓ ｔ ａ ａ ｉ ｆｄ ｕ ｌ— ｄ ｉ ｕ ｔ ｎ ｇ ｎ ｒｔｒ Ｄ Ｉ ｂ ｔ ｔ Ａ ｈ ｃ ｐ ｃ ｙ ｏ ｏ ｂ ｆ ｎ ｃｉ ｅ ｅａｏ （ Ｆ Ｇ）ｂ ｓｄ ｌ ｇ ｉｄ ｆｒ ｓ ｋ ｅ ｎ ｒａ ｉｇ ｔｅ ｐ ｎ ａ ｅ ｔ ｙ ｅ ｄ ｏ ａｅ ａ ｅ ｗ ｎ ａｍ ｅ ｐ ｉｃｅｓ ， ｅ － ｒ ｎ ｈ
第４ ５巷 第 ８ 期
２ １年 ８ 月 ０１
电力 电子 技 术
Ｐ ｗ ｒＥｌｃｒ ｎ ｃ ｏ ｅ ｅ ｔ ｉｓ ｏ
Ｖ０ ．５．Ｎｏ８ １ ４ ．
Ａｕ ｕ ｔ２ １ ｇ ｓ ０ １
双 馈 型风 力发 电系统低 电压 穿越 技术综 述
杨 耕 ，郑 重
（ 华大 学 ， 清 自动 化 系 ，北 京 １０ ８ ） ０ ０ ４
了 电 网 电 压 骤 降 故 障 下 Ｄ Ｉ 的 瞬 态 特 性 及 其 Ｌ Ｒ 技 术 的 难 点 ； 系 统 总 结 和 评 价 国 内 外 现 有 Ｄ Ｉ 系 统 的 ＦＧ ＶＴ 在 ＦＧ ＬＲ Ｖ Ｔ技 术 的 同 时 ． 后 对 Ｌ Ｒ 最 Ｖ Ｔ技 术 未 来 的 发 展 方 向 进 行 了 展 望 。
双馈感应风力发电系统
双馈感应风力发电机系统摘要：随着风力发电中电力电子技术的发展，大容量的变速恒频风力发电系统逐渐成为了风力发电技术的发展方向之一，且技术也逐渐趋于成熟，而采用双馈异步发电机的双馈型的变速恒频风力发电机组是该系统中的主流机型，所以掌握其原理和运行特性具有很重要的意义。
对双馈感应风力发电系统的运行原理和特点进行了介绍，并使用MATLAB对系统进行仿真，进而直观地反映并验证其运行特性。
通过MATLAB仿真分析可知，在风速低于额定风速时，通过整流器及逆变器来控制发电机的电磁转矩，实现对风力机的转速控制，通过调节发电机转子转速，尽可能保持最佳叶尖速比以捕获最大风能，同时稳定发电机输出电能的频率，而在此过程中，随着风速的增加，发出的有功功率也在增加；在风速高于额定风速时，通过变浆距系统改变浆叶节距来调节机组的转速，使其保持恒定或在一个允许的范围内变化，从而调节功率使输出功率维持在额定功率。
关键词：风力发电；发电机系统；双馈感应发电机；运行特性仿真分析DOUBLE-FED INDUCTION GENERA TOR SYSTEMAbstract: With the development of the wind power in power electronic technology, the wind power generation systems with the large capacity has gradually become the development direction of wind power technology, and the technology of ripe, but also the doubly-fed induction generator has become the mainstream model of this generator system, so the understand of principle and operation characteristics has important implications. This paper introduced the operating principle and characteristics of doubly-fed induction wind power systems, after that we use of MA TLAB simulation system, and then reflected its operating characteristics intuitively.Through MA TLAB simulation analysis shows that in the rated wind speed below, the electromagnetic torque to generator is controlled by rectifier and inverter, so that we can realize the control of generator rotor speed, and maintain the best possible maximum wind to capture tip speed, stable the frequency of output power generator, and in the process, with the increase of the wind, the active power are also on the increase; In the rated wind speed and higher slurry system change by variable pitch slurry to adjust the speed of the unit, and keep them in a constant or allow the scope changes, which regulates power output power in power rating.Keywords: wind turbines, power system, Double-fed induction generator, simulation analysis of operating characteristics0引言随着风力发电中电力电子技术的发展，大容量的变速恒频风力发电系统逐渐成为了风力发电技术的发展方向之一，且技术也逐渐趋于成熟，而采用双馈异步发电机的双馈型的变速恒频风力发电机组是该系统中的主流机型，所以掌握其原理和运行特性具有很重要的意义。
双馈无刷风力发电机组综述
双馈无刷电机(BDFM)
双馈无刷电机基本原理
在无刷双馈电机的定子上，一般具有各自独立的2 套 三相对称绕组，1 套为2p 极的主绕组，1 套为2q 极 的副绕组，这2 套绕组之间的耦合是通过特殊设计的 转子来实现的。无刷双馈电机的定子主绕组一般由工 频交流电源直接供电。当副绕组短路时，电机将能够 异步起动并工作在异步运行方式；当副绕组由直流电 源馈电（如两并一串），电机将工作在同步运行方式， 该种电机的同步速定义为60（fp+fq) /(p+q）；当副 绕组由变频电源供电时，电机将工作在双馈调速运行 方式。
刷双馈电机进行了较为系统和深入的研究。
近年来,在英、美等国,基本形成两大流派;其一是以 A.Wallace 教授和R. Spee 教授为首的美国Oregon 州 立大学以及以Williamson 教授为首的英国剑桥大学,他 们重点研究笼型转子结构的无刷双馈电机(BDFM) ;另一 流派是以T. A. Lipo 教授为首的Wisconsin 大学和以L. Xu 教授为首的Ohin 州立大学,重点研究磁阻转子结构 的双励磁磁阻电机。二派学者对无刷双馈电机的转子结 构各持己见,对两种转子结构的无刷双馈电机的分析方 法有所差异,并且形成了两套不同的分析研究体系。
种转子的结构如图所示。
转子结构
磁阻型双馈无刷电机
磁阻型双馈无刷电机转子结构
双馈无刷电机（笼型转子）
笼型转子结构
笼型转子结构
笼型转子结构
级联式无刷双馈电机
级联式双馈无刷电机，结构上，是相当于将 2 台绕线式异步电机同轴串联接而成，转子 绕组反(同) 相序联接，转子轴机械相联。2 台电机分别称为功率电机( Pp 对极) ，控 制电机( Pc 对极) 。功率电机的定子绕组 直接接工频三相电源，控制电机的定子绕组 接变频器。结构如图所示 。
风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术研究
风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术研究一、概述随着全球对可再生能源需求的日益增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已经在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
风力发电系统的核心技术之一便是双馈感应发电机（DFIG）的矢量控制技术。
这种技术对于提高风能利用率和系统稳定性具有重要意义，对双馈感应发电机矢量控制技术的研究具有重要的理论和实践价值。
双馈感应发电机是一种变速恒频风力发电技术中的关键设备，其工作原理是利用风能驱动发电机转子转动，从而产生交流电。
由于风速的波动和不确定性，给风力发电系统的稳定运行带来了一定的挑战。
为了解决这个问题，双馈感应发电机矢量控制技术应运而生。
这种技术通过精确控制发电机的电流和电压的相位和幅值，实现对发电机输出功率的精确控制，从而优化风力发电系统的运行效率。
目前，双馈感应发电机矢量控制技术在风力发电系统中得到了广泛应用。
仍然存在一些问题需要解决，如控制策略的优化、不同风速下的控制效果、以及控制过程中可能出现的振荡等问题。
对双馈感应发电机矢量控制技术进行深入研究，具有重要的现实意义和理论价值。
本文旨在对风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术进行深入研究。
通过对双馈感应发电机的数学模型、控制策略、以及仿真实验等方面的分析，探讨双馈感应发电机矢量控制技术在风力发电系统中的应用及其优化。
本文的研究结果将为提高风力发电系统的效率和稳定性，推动风力发电产业的可持续发展提供有益的参考和借鉴。
本文还将关注双馈感应发电机在电网电压不对称条件下的运行问题。
电网电压的不对称性可能会对双馈感应发电机的运行产生不良影响，研究电网电压不对称条件下的双馈感应发电机矢量控制技术具有重要的实践意义。
通过对正序和负序定子磁链进行定向，推导出适应于电网电压不对称条件下的励磁矢量控制策略，实现对转子负序电流的有效控制，从而提高风力发电系统在电网电压不对称条件下的运行稳定性。
本文将全面分析双馈感应发电机矢量控制技术在风力发电系统中的应用，探讨其优化方法，以及解决电网电压不对称条件下的运行问题。
双馈风力发电机低电压穿越技术研究综述 孙鹏
双馈风力发电机低电压穿越技术研究综述孙鹏摘要：我国风电经过多年的快速发展，跻身三大能源之列，而风力发电技术也得以迅猛发展。
各国也相继制定风电并网的技术准则，来减小大规模风电并网造成的不利影响，而风机的低电压穿越能力则是风电并网问题中最大的难点。
关键词：风力发电；电网电压跌落；低电压穿越技术引言能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。
风力发电在清洁能源与可再生能源中是发展前景最好的发电方式之一，风力发电的开发技术已经很成熟了，它对环境的破坏也是最低，在开发成本上降低的最快，开发的条件成熟，运行也较为灵活。
根据国家能源局发布的《可再生能源发展“十三五”规划》，到2020年末，累计并网装机容量必须要提升至2.1亿千瓦，除此之外，海上风电并网装机容量必须提升至500万千瓦;风电年发电量应提升至4200亿千瓦时，这个数值大约为全国发电总量的6%。
1低电压穿越技术的技术要求国家电网公司召开的“促进新能源发展工作会议”上，发布了《国家电网公司风电场接入电网技术规定（修订版）》，以规范风电并网，促进风电行业的发展。
其中对风电机组低电压穿越能力做出了详细的要求，当风场并网点电压在图中的电压轮廓线以下的时候，场内的风电组是允许从电网中切除的，反之场内风电机组则必须保证不断并网运行。
规定的风电场的低电压穿越的要求为以下几点。
（1）在风电场的风电机组的并网点电压降到额定电压的20%时可以保持并网运行625ms低电压穿透的能力。
（2）在风电场的并网点的电压发生跌落后的3s中可以重新回到额定电压的90%时，其风电机组可保持并网运行。
2 DFIG的低电压穿越技术变速恒频双馈发电机(doublyfedinductiongenera-tor，DFIG)凭借着励磁变频器容量小，有功和无功均可独立控制的优点，在风电中得到了越来越广泛的应用。
目前，对电网电压骤降故障下双馈风力发电机组的瞬态特性及其LVRT研究，已成为该领域的重点。
双馈式风力发电机
双馈式风力发电机【摘要】随着地球能源的日益紧缺，环境污染的日益加重，风能作为可再生绿色能源越来越被人们重视，风力发电技术成为世界各国研究的重点。
变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。
通过调节发电机转子电流的大小、频率和相位，从而实现转速的调节。
而其中双馈发电机构成的风力发电系统已经成为目前国际上风力发电的必然趋势。
关键词：风能风力发电变速恒频双馈式发电机一、风力发电风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
风力发电：把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。
我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。
在这些地区，发展风力发电是很有前途的。
风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。
风力发电的原理：是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。
风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13〜25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。
然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。
这种风力发电机组，大体上可分风轮（包括尾舵）、发电机和铁塔三部分。
风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只（或更多只）螺旋桨形的叶轮组成。
当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。
桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料（如碳纤维）来制造。
（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。
双馈风力发电机及控制原理
双馈风力发电机及控制原理1. 引言随着环境保护和可再生能源的重要性越来越被人们所认识，风力发电作为一种清洁能源发电方式受到了广泛的关注。
双馈风力发电机作为一种较为常见的风力发电机类型，具有较高的效率和可靠性，被广泛应用于风力发电场。
本文将介绍双馈风力发电机及其控制原理，以帮助读者更好地理解和应用双馈风力发电机技术。
2. 双馈风力发电机原理双馈风力发电机是由风力发电机、功率变换装置和控制系统组成的。
其工作原理如下：1.风力发电机：风力发电机是将风能转化为机械能的装置。
其主要部件有叶片、轴承、传动装置等。
当风经过叶片时，叶片会受到空气的推力，使得转子旋转，进而驱动主轴转动。
2.功率变换装置：功率变换装置将发电机产生的机械能转化为电能，并连接到电网中。
双馈风力发电机使用的是双馈变流器，它包括一个转子侧变频器和一个电网侧变频器。
转子侧变频器将转子输出的电能转化为交流电，并传输到电网侧变频器。
电网侧变频器则将交流电转化为电网所需的电能，并与电网进行连接。
3.控制系统：控制系统是对双馈风力发电机进行监测和控制的装置。
它通过传感器将双馈风力发电机的状态信息传输给控制器，控制器根据预设的运行参数对发电机进行调控。
例如，控制器可以根据风速变化调整发电机的转速，以最大限度地提高发电机的效率。
3. 双馈风力发电机的优势相比于其他类型的风力发电机，双馈风力发电机具有以下几个优势：•高效率：双馈风力发电机在部分负载工况下能保持较高的效率，有效提高了发电机能量转换的效率。
•抗风干扰能力强：双馈风力发电机控制系统具有较强的抗风干扰能力，能够稳定运行并输出稳定的电能。
•可靠性高：双馈风力发电机采用的双馈变流器能够有效避免发电机因电网故障等原因引起的故障，提高了发电机的可靠性。
4. 双馈风力发电机控制原理双馈风力发电机控制系统主要通过控制器对发电机的调速、电压和功率进行控制。
其控制原理如下：1.风速检测和采集：通过风速传感器检测风速，并将风速数据传输给控制器。
双馈风力发电系统控制技术研究
双馈风力发电系统控制技术研究摘要：近年来，伴随社会各界对可再生能源重视程度的不断加深，并以此为契机，大力发展以风力发电为代表的新能源发电技术，风电场规模不断扩大，国家对风电机组的并网运行也提出了更高的要求。
双馈型风力发电系统以其独有的的优越性成为了新时期发电领域研究的热点，虽然在技术上双馈型风力发电系统是具有较大优势的，但在实际应用过程中依然存在故障问题，易造成双馈型风电机组短路。
基于此，本文将首先分析双馈型风力发电系统的特点，再对双馈型风电机组短路电流的特性进行分析，旨在探讨双馈风力发电系统控制技术，以有效推动风力发电产业发展。
关键词：双馈发电机；风力发电；控制技术在能源资源短缺以及环境污染严峻的双重压力下，使人类认识到开发可再生新能源是实现可持续发展的必由之路。
目前，人们认识到的除水电以外的可再生新能源中，风力发电技术是当前新能源发电中最具潜力、技术最成熟和最具备开发规模的发电方式之一，风力发电技术越来越得到社会各界的广泛重视。
双馈型风力发电机作为风力发电系统的翘楚，具有灵活的的有功和无功功率调节能力，此文章主要针对双馈型风力发电系统控制技术进行深入研究。
1.双馈型风力发电系统的特点常规的同步发电机一般采用直流励磁方式，二异步发电机无励磁绕组，其激磁一般是通过定子取自电网，普通异步风电机组的转子绕组主要通过外接电阻闭合或直接短接，一般为三相对称绕组。
与同步发电机相比，没有单独的励磁绕组，当机端三相短路后机端电压降低至接近于零，电机由于无外加励磁，定子电流将逐渐衰弱，稳态路电流最终将衰竭至零。
伴随信息技术的不断发展，人们在不断找新途径解决电力系统稳定的方法的时候，提出了采用交流励磁发电代替常规同步发电机的设想，并且很快将该设想付诸实践，也就是后来的双馈型风力发电机。
双馈型发电机是在同步发电机和异步发电机的基础上发展而来的，是一种新型的发电机，该发电机从定子侧角度看，交流励磁发电与同步发电机的直流励磁在电机气隙中形成的同步磁场的旋转方式是一致的；但是从能量流动的角度来看，交流励磁发电机与直流励磁发电机相比，其可调量有三个：（1）励磁电流幅值（2）频率（3）相位。
双馈式风力发电机组发电机滚动轴承状态监测
双馈式风力发电机组发电机滚动轴承状态监测及故障诊断方法的分析摘要：滚动轴承是双馈式风力发电机组中应用较为广泛的一类部件，但是在实际的运行工作中极易受到相关工况的影響出现磨损情况，从而造成发电机组的故障问题。
本文从风力发电机的振动分析和滚动轴承的振动诊断两个方面入手，对双馈式风力发电机组发电机滚动轴承状态监测及故障诊断方法进行分析，希望能为机组的平稳运行做出相应的奉献。
关键词：双馈式风力发电机组；发电机滚动轴承；状态监测；故障诊断双馈式风力发电机组中的滚动轴承非常容易受到相关运行设备实际工况的影响而出现不同程度的磨损情况，如果不对其采取相应的状态监测及故障诊断方法，很有可能会由此引发机组整体出现更大的故障。
滚动轴承的缺陷会使设备出现异常振动，通过对轴承保持架、轴承内外圈故障特征频率等进行科学的计算分析，可以更早的明确滚动轴承的实际运行状态，从而提升设备的整体运行可靠性。
一、双馈式风力发电机组发电机滚动轴承状态监测及故障诊断原理[WT][ST]〔一〕风力发电机的振动分析一般情况下，双馈式风力发电机的震动分析主要应用的是时域分析方法，但是这种分析方式能够提供的数据信息量往往非常有限，只能对机械设备进行粗略的故障判断。
当机械设备出现较为严重的故障时，那么需要对滚动轴承采取震动信息频谱分析方法，通过对频谱图中展现的频率成分和各类频率成分的不同幅值的分析，配合时域分析方法对故障严重程度、故障位置以及故障的具体类型进行明确。
利用对双馈式风力发电机组发电机滚动轴承状态监测及故障诊断采取的综合分析，从而提出最为合理的维护检修方案。
[1]〔二〕滚动轴承的振动诊断滚动轴承的震动诊断一般是利用频谱分析方法对不同的部件进行故障特征频谱的初步分析，再根据分析结果判断滚动轴承出现故障的具体部位和故障发生的实际严重程度。
在这一过程中，想要对故障频率清晰定位需要对各个部件之间的理论特征频率进行计算。
不同的故障频率有着不同的计算方式，根据实际故障特点的来对诊断方式进行合理的选择，从而最大程度的降低设备检修维护本钱，到达机组经济效益的提升目的。
浅谈双馈异步风力发电机试验方法
浅谈双馈异步风力发电机试验方法摘要：在我国科技不断发展，各领域技术水平逐渐提高的今天，随着全球能源危机的日益严重，对可再生能源的利用变得愈加重要，因此风电技术的研究发展迅速，增加风电技术的学习和能力提升是我国风电行业的当务之急。
关键词：双馈异步；风力；发电机；试验方法引言在风电机组中，双馈异步风力发电机因其具有励磁变频器容量小、无功调节能力强等优点成为目前广泛使用的机型。
1概述双馈型发电机是绕线式异步发电机的一种，具有定、转子两套绕组。
转子端输出、输入功率会随着电机运行状态流入或流出，具有双向性，功率的流入还是流出是由转子的转速来决定的。
转子的转速比同步转速高时，双馈型发电机的定子和转子绕组都向电网输出电能，相反，则从电网吸收电能。
在控制中，双馈型发电机时具有异步、同步发电机的一些特性，兼具有两种发电机的优点：定子具有独立的励磁绕姐；可调节功率因数；具有励磁电流幅值、励磁电流频率、励磁电流相位三个可调量，控制更灵活；具有变速恒频运行能力等。
2双馈异步风力发电机试验方法2.1并网测试a）由原动机将发电机拖至并网转速1000r/m，此时变流器应控制并网成功，并记录并网时刻的定子电流。
并网冲击电流最大值应小于电网额定电流峰值的30%。
b）原动机拖动稳定转速在并网转速，变流器控制发电机输出功率分别达到100kW、300kW，500 kW、1000 kW稳定运行10分钟，1200 kW、1800 kW、2300kW、2500 kW分别稳定运行30分钟，并记录此时的定子电流、电压及网侧电流，变流器此过程应能正常运行。
2.2温升试验温升试验的目的是通过试验得到电机绕组、轴承、集电环等各发热部件在规定的工作条件下运行并达到温升稳定使的温度或者温升值。
用于考核电机所用的绝缘材料、生产工艺是否满足电机正常工作及设计寿命的要求。
试验时，在额定运行条件下，电机应正常运行，并且各部位温度不应超过规定的温升极限值；参考国标相关规范，试验进行至相隔半小时的两个相继读数之间温升变化不超过1K，即可认为温度达到稳定。
风力发电系统的状态监测与故障诊断
风力发电系统的状态监测与故障诊断引言随着对可再生能源的重视，风力发电系统作为一种环保、高效的能源解决方案，越来越受到人们的关注。
然而，由于其特殊的工作环境和复杂的工作机理，风力发电系统存在一定的故障风险。
因此，对风力发电系统的状态进行监测和实时故障诊断显得尤为重要。
本文将探讨风力发电系统的状态监测与故障诊断的相关技术与重要意义。
一、风力发电系统的状态监测方法1. 传统监测方法传统监测方法主要包括直观法、经验法和周期性检查法。
这些方法通常只能在系统发生故障后进行发现，无法提前预警，缺乏准确性和灵敏度。
2. 基于物联网技术的监测方法基于物联网技术的监测方法通过将传感器、控制器等设备与互联网连接，实现对风力发电系统的实时监测。
通过采集和分析大量的数据，可以对风力发电系统的各项参数进行实时监测，并对潜在的故障风险进行预警。
二、风力发电系统故障诊断技术1. 基于数据驱动的故障诊断基于数据驱动的故障诊断方法通过对风力发电系统的历史数据进行分析和建模，利用机器学习、人工智能等技术实现对风力发电系统的故障进行预测和诊断。
这种方法不依赖于传统的物理模型，能够发现系统中隐藏的故障信息。
2. 基于物理模型的故障诊断基于物理模型的故障诊断方法通过对风力发电系统的物理原理进行建模和仿真，通过与实际数据的对比分析，可以定位和诊断故障。
这种方法准确度高，但对系统的物理模型要求较高，且无法应对未知的故障。
三、风力发电系统状态监测与故障诊断的重要意义1. 提高系统可靠性和运行效率通过实时监测和故障诊断，可以及时发现和解决系统中存在的故障和问题，提高系统的可靠性和运行效率，减少因故障而造成的能源损失。
2. 降低运维成本及时的状态监测和故障诊断可以帮助运维人员准确地定位故障源，避免不必要的维修和更换，降低运维成本。
3. 增强系统安全性风力发电系统的故障可能会对人员和设备安全造成威胁。
通过状态监测和故障诊断，可以及时发现潜在的安全隐患，采取相应的措施保障系统的安全运行。
双馈感应式风力发电系统中定子谐波电流的检测方法
42 ・ ２０１１年第２期设计研发Research & Design随着风力发电技术的日益成熟，全球风电装机容量近年来呈现显著的增长趋势。
风电场与电网的兼容问题已经成为制约风力发电发展的瓶颈。
因此，如何提高风力发电机组的输出电能品质成为目前研究的热点。
对于目前应用最广泛的ＤＦＩＧ系统，如何检测抑制谐波电流是改善风电品质的关键。
目前的谐波电流检测方法主要有两种，基于瞬时无功理论的ｐ－ｑ检测法和同步坐标系ｄ－ｑ检测法。
但这两种方法都不能得到特定的谐波分量。
本文提出了一种基于高选择器的改进谐波检测方法，可以实现对特定谐波分量的滤波。
最后，通过ＭＡＴＬＡＢ进行了仿真验证。
１ 目前ＤＩＦＧ采用的谐波检测方法下面分析了基于瞬时无功理论的ｐ－ｑ检测法和基于同步坐标系的ｄ－ｑ检测法。
基于瞬时无功理论的ｐ－ｑ检测法应用广泛，具有良好的实时性；同步坐标系ｄ－ｑ检测法是在ｄ－ｑ坐标系下设计ＬＰＦ滤波，得到基波分量。
１．１ 基于瞬时无功理论的谐波检测方法基于瞬时无功功率理论的谐波检测法主要分为两种，一是以计算三相电路瞬时有功功率和无功功率为出发点，这种方法称为ｐ－ｑ法；二是以计算三相电流瞬时有功电流和无功电流为出发点，这种方法称为ｉｐ－ｉｑ法。
其中，ｐ－ｑ法在三相电路中，电压波形存在畸变的情况下，检测结果有一定的误差，但其结构相对来说简单；而ｉｐ－ｉｑ法的检测结果不受电压畸变的影响，检测结果相对来说较为准确，但其结构中需要增加对三相电压相位的检测环节。
本文采用了ｐ－ｑ法，对于定子电流谐波进行实时检测。
三相电路的瞬时无功功率ｐ和瞬时有功功率ｑ可由下式计算得到其中，ｐ－ｑ法算出三相电路的瞬时有功功率ｐ和瞬时无功功率ｑ，经过低通滤波器ＬＰＦ得到其直流分量ｐ和ｑ，ｐ为基波有功电流与电压作用产生，ｑ为基波无功电流与电压作用产生，因此可以由ｑ、ｐ计算出被检测三相电流的基波分量，再用被检测三相电流对其基波分量进行做差运算，即可得到三相电流的谐波分量ｉａｈ，ｉｂｈ，ｉｃｈ。
双馈感应风力发电机组的控制研究
双馈感应风力发电机组的控制研究一、本文概述随着全球对可再生能源的需求不断增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已经在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
双馈感应风力发电机组作为一种高效、可靠的风力发电设备，在风力发电领域具有重要的地位。
本文旨在深入探讨双馈感应风力发电机组的控制技术，包括其运行原理、控制策略以及在实际应用中的挑战和解决方案。
本文首先介绍了双馈感应风力发电机组的基本结构和运行原理，为后续的控制技术研究奠定基础。
随后，文章重点分析了双馈感应风力发电机组的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、电网接入控制、有功和无功功率解耦控制等。
这些控制策略对于提高发电机组的运行效率、稳定性和可靠性具有重要意义。
本文还讨论了双馈感应风力发电机组在实际应用中面临的挑战，如电网电压波动、风速变化等，并提出了相应的解决方案。
这些解决方案旨在提高发电机组对各种环境条件的适应能力，从而确保其在复杂多变的风力发电环境中稳定运行。
本文总结了双馈感应风力发电机组控制技术的研究现状和发展趋势，为未来的研究提供了参考和借鉴。
通过本文的研究，可以为双馈感应风力发电机组的优化设计和运行控制提供理论支持和技术指导，推动风力发电技术的进一步发展和应用。
二、双馈感应风力发电机组的基本原理与结构双馈感应风力发电机组（DFIG）是一种高效且广泛应用的风力发电技术。
其基本原理和结构特点决定了它在风力发电领域中的重要地位。
基本原理：双馈感应风力发电机组的运行基于电磁感应和电机学的基本原理。
当风力驱动风轮旋转时，风轮的机械能转换为发电机转子的动能。
转子的旋转在发电机内部产生旋转磁场，从而感应出电动势，并在定子侧产生电能。
与常规感应发电机不同，双馈感应发电机的定子侧和转子侧都接入电网，使得发电机可以在不同的风速下保持最优的运行状态。
结构特点：双馈感应风力发电机组主要由风轮、齿轮箱、发电机、控制系统等部分组成。
风轮是捕获风能的部件，通常由多个风叶组成，风叶的形状和数量根据具体的设计要求而定。
风力发电机状态监测与故障诊断技术综述 杨昊
风力发电机状态监测与故障诊断技术综述杨昊摘要：随着时代的发展，当前人们越来越发现，制约人类发展的主要问题就是能源方面的问题。
在过去的时间中，人们都是依靠着能源进行全面的发展。
但是随着人类发展速度的加快，和不可再生能源的大量消耗，能源问题已经非常严重。
因此，当前大部分的国家都在积极的进行新能源技术的研究，但是在目前来看，能源问题的解决还是需要大量的时间，这是因为新能源发展中还是有着很大的技术问题，这些技术问题严重的困扰了新能源行业的发展。
本文就从新能源的特点入手，全面进行关于新能源发展的技术瓶颈研究。
关键词：风力发电机；状态监测；故障诊断技术在当前时代中，能源问题已经越来越严重。
因此当前国家提出了两项战略，第一项就是节能技术的开发，第二项就是新能源技术的开发。
这两项战略都是当前国家发展的重中之重，只有一边进行能源的节约，一边开发新能源，才能在固有能源消耗完毕之前，完成新能源的导入。
这对于国家的发展而言非常重要。
如果能源提前枯竭，那么人类社会将会倒退，这对于大部分的人而言，都是一场绝对的灾难。
因此，当前世界各国都在积极的进行新能源技术的研究，并且在突破新能源技术应用的瓶颈。
其具体的情况如下：一、新能源的特点风力发电机的核心就是风能的使用，所以我们通常将风力发电归结为新能源领域之中，这样有助于人们的具体研究。
其具体情况如下：在新的清洁能源技术中，其主要内容通常是风能的利用。
风能是目前最容易使用的能源之一。
这种能源具有较低的采购成本和可持续性。
在建筑中，可以增加风能利用设备，从而将风能产生的风能转化为建筑所需的电能，使人们可以更环保地使用电能。
同时，风能也可以作为备用储能方法之一。
在日常生活中，只要风力达到一定水平，它就可以将电能储存在风能蓄电池中，并且这种备用电源可以在电路故障等情况下使用。
然而，应该注意的是，对风能设备的建造有一定的要求，只有当有足够的风能时，该设备才能发挥其应有的作用。
如果风能不足，设备就没用了。
双馈风电机组监控系统
双馈风电机组监控系统
双馈异步发电机转子和定子侧均可实现向电网馈电，是目前在风电系统中应用较多的机型，尤其在大型并网风力发电系统中更是如此。
其定子的输出电压频率是与转子电流的频率和转速直接相关，而转速是由风速决定的，风速作为电能质量较大的扰动量，当转子转速随风速变化而变化时，如果不调整励磁电流的频率，那么在定子侧输出的电压频率也会随之变化。
因此，监控发电机是实现变速恒频发电和保证电能质量的最关键部分。
基于此，本监控系统一方面是对其动力来源风速进行监控并对其进行预测以掌握变化的趋势，另一方面对电机转子侧和定子侧的电压、电流及频率进行监控，出现电能质量问题时结合优良的控制算法通过调节转子侧励磁来改善，从而调整输出功率，保证恒定的频率并网运行。
双馈感应风力发电机并网的复合电能质量检测方法
双馈感应风力发电机并网的复合电能质量检测方法李文慧;刘志刚;崔艳【摘要】风电并网引起的电能质量扰动信号多为复合的暂态振荡信号,针对传统的检测算法存在模态混叠、易受干扰、通用性差等缺点,提出采用聚类经验模态分解EEMD与基于Morlet复小波的谱峭度相结合的算法实现该类扰动检测.为采集风电并网引起的相关电能质量扰动信号,在实时数字仿真RTDS平台搭建了200台双馈感应风力发电机DFIG的风电场并网模型.仿真结果表明,该算法能有效实现对风电并网引起的电能质量复合扰动信号的检测.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2016(028)007【总页数】6页(P1-6)【关键词】风电并网;电能质量;复合扰动;EEMD;Morlet复小波;谱峭度;实时数字仿真【作者】李文慧;刘志刚;崔艳【作者单位】西南交通大学电气工程学院,成都610031;西南交通大学电气工程学院,成都610031;西南交通大学电气工程学院,成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM712近年来，风能作为一种清洁环保的新能源被广泛应用，然而由于风具有波动性、随机性等特点，使得大规模风电并网对电力系统电能质量产生影响［1-2］。
双馈感应风力发电机DFIG（doubly-fed in⁃duction generator）采用变桨距控制，比定桨距失速型风机具有更高的风能利用率，且在变速运行时可以发出频率恒定的电能，逐步成为兆瓦级风电机组的主流机型［3-4］，因此，研究DFIG并网对电能质量的影响具有重要现实意义。
迄今为止，国内外已有大量电能质量分析算法：文献［5］利用小波包和Tsallis奇异熵检测暂态电能质量扰动；文献［6］在局部均值分解LMD（local mean decomposition）的基础上提出一种改进的LMD电能质量扰动检测方法；文献［7］运用基于巴特沃斯分布BWD（Butterworth distribution），谱峭度结合支持向量机实现暂态电能质量扰动识别；文献［8］用改进的Hilbert-Huang变换进行电能质量扰动信号的时频分析。
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现故 障 ，不 仅 会 因为 长 时 间 停机 而 造 成 发 电量 损
和 控 制系 统 等组 成 。齿 轮箱 位 于 机舱 内 ， 风力 发 是 电系统 中的 主要 增速 和 动力 传 动 部件 ， 风 轮 的动 将 能 传递 给 发 电机 ， 使其 得 到相应 的转 速 。双馈 感 应 风 力 发 电机 由绕 线 转 子 感 应 发 电机 和 在 转 子 电路
Ｎ ｔ ｎ ｌ Ｎ ｔ ｒｌＳ ｉ ｃ ｏ ｎ ￣ｉｎ ０ ｈｎ ５ｌ７ ０ ９）ｔ ｅ ａｉ ａ ａ ａ ｃｅ ｅ Ｆ ｕ ｄ ｏ ｆＣ ｉａ（ １ ７ ３ ； ０ ｕ ｎ ｈ
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轮箱 ， 电机 ， 发 变频器 ， 叶片等 ， 详细论述 了国内外
的状 态监测 方法 。 最后 ， 目前 双馈感应 风力发 电系 从 统 的研 究 现状 以及 面临 的 问题 出发 ， 出了该 领 域 指 主要 发展 趋势 ， 以促 进该 研究 领域 的进 一步 发展 。
机组 中容易发生故 障的主要部 件 ， 出 了其监 测重点 ， 指 并对
双 馈 感 应 风 力 发 电机 是 目前 风 力 发 电的 主 力 机 型 。本 文 主要 针 对该 型 机组 的状态 监 测方 法 进 行论述 。文 中介绍 了双馈感应风力 发 电机组的组成结 构及 常见故 障 ， 对容 易 出现 故 障的重要 部件 ， 针 如齿
摘要： 在介绍双馈感应风力发 电机组结 构的基础上 ， 分析 了
失 ， 且还 需 要 极 大 的人 力 、 力 和财 力 来 重 新 吊 而 物
装整个 机 组 来更换 部 件 。 因此 ， 必须 在 风力 发 电机 组运 行过 程 中实 时监 控 各关 键 部件 的运 行 状态 ， 根 据监 测数 据 和状 态类 型 ， 时诊 断各 部 件存 在 的 隐 及 患 ， 测将 来 可能 会 出 现 的故 障 ， 预 以便 及 时 采取 有 效 措施 ， 止 造成 严 重 损 失 ， 高 风 力 发 电机 组 运 防 提 行 的可靠 性 ， 长其 使用 寿命 。 延
Ｆ ｇ １ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｏ １ ｙ ｆ ｄ ｉ ｄ ｃ ｉｎ 、ｉ ｄ ｔ ｒ ｉ ｅ ｉ． ｔ ｕ ｔ ｒ ｆｄ ｕ ） － ｅ ｎ ｕ ｔｏ １ｎ ｕ ｂ ｎ ｌ
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带有集 电环 、 电刷 ， 增加 了故障率 ； 由于长期暴露在
空气 中， 雷击 ， 雨 等恶 劣 自然 现 象会 对 叶 片造 成 风 严 重 的破 坏 。这 些故 障 都会 使 风力 发 电机 组停 机 ， 因此 ， 国内外 的研 究机 构都 对此进 行 了统计 分析 。 表１ 显示 的是风 力 发 电机组 在 运行 和试 制 过程 中 出现 的典型 问题及 原 因Ｉ ７ ｌ 。
目前 国内外状态监测方法 的研究现状进行 了总结 ， 最后探讨 了双馈感应风力发电系统状态监测 的发展趋势和研究方向。 关键词 ： 双馈感应风力发 电系统 ； 状态监测 ； 故障诊断
１ 双馈 感应 风 力 发 电机 组 结构 及 故 障
风 能 发 电 已成 为 当今 世 界 新 能 源 开 发 的重 要 手段 。我 国风能 资源 极其 丰 富 ， 发展 潜 力 巨大＿ １ ｌ 。近 年来 风 电机 组 装 机容 量 不 断扩 大 ，００ 风 电场 新 ２ １年
状态 监测 技 术可 以在机 组 不停 机 的情 况下 ， 对
１ 双馈 感应风 力发 电机 组故 障分 析 ２
从 上 述 的 国内外 统计 数 据可 看 出 ， 电气 系统 、
双 馈 感 应 风 力 发 电机 组 使 用 齿 轮 箱 增 速 驱 动
传感器 、叶片／ 节距组件的故障大约 占整个故障的 ４％。 ５ 叶片， 发电机 ， 系统 ， 电气 控制 系统 ， 传感器 ， 偏 航系统 ， 齿轮及液压 系统都是故障的高发区。这些
麓
Ｃｌ ａ ｅ ｇ ｅ ｎ Ｅｎ ｒ ｙ
一
第２ 卷 第 ３ ８ 期
２ １年３ ０ ２ 月
电 网与清洁能源
Ｐ ｗ ｒＳ ｓ ｍ ｎ ｌ ａ ｎ ｒｙ ｏ ｅ ｙｔ ａ ｄ Ｃ ｅ ｎＥ ｅｇ ｅ
ｖｏ ．８ Ｎｏ＿ １２ ３ Ｍ ａ ．２ ２ ｒ ０１
文 章 编 号 ：６ ４ ３ １ （０ ２ ０ — ０ ７ ０ １ ７— ８４ ２ １ ）３ ０６ — ７
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ： ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｅ ｃ ｐ ｉｎ ｆ ｈ ｄ ｕ ｌ — ｅ Ｂ ｓ ｄ ｎ ｈ ｄ ｓ ｒ ｔ ｏ ｔ ｅ ｏ ｂ ｙ ｆ ｄ ｉ ｏ ｉ ｄ ｃ ｉｎ ｗｉｄ ｔ ｒ ｉ ｅ ， ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｍａｎ ｎ ｕｔ ｏ ｎ ｕｂｎ ｓ ｈ ｓ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｓ ｈ ｉ
部件 占整 个机组 总成 本 的 比例非 常 大 。由于风力 发 电场 多修建 于偏远 地 区或 近海 区域 ，交 通不便 ， 并
且 风力发 电机 组处 于高空 。一旦 机组 的某 些部件 出
发电机 ， 随着风力发电机组容量的升高 ， 齿轮箱的造
价也 越来 越高 ， 且容 易 出现故 障 ； 电机 转子 绕组 并 发
ｖ１８ 。 。２ ． Ｎ． ３
是 电缆 和人 员进 出 的通 道 。基础 为钢 筋 混 凝 土 结 构 ， 载整 个 风 力 发 电机 组 的重 量 ， 础 周 围设 置 承 基 有 预 防雷击 的接地 系统 。
图２ 瑞 典 风 力发 电厂 部 件故 障 分布 图 （ ０ ０ －０ ４ ） ２ ０ －２ ０ 年 图 １ 双 馈 感应 风 力发 电机 组 结构 图
劣 以及 风力 发 电机 技 术 够 成 熟 等 因素 ， 电机 组 发
双馈感 应 风 力发 电机组 结 构 如 图 ｌ 示 。从 整 所
体上看 ， 风力发电机组可分为风轮 、 机舱 、 塔架和基
础 ４ 部 ５ 个 １ 。风轮 由叶片 、 轮毂 和变 桨距 系统 组成 ，
是 捕 获 风 能 的 关 键设 备 ，叶 片将 风 能 转 化 为 机 械
上 带 交 流励 磁 变频 器 组 成 ，是 发 电系 统 的核 心 部 件， 是将 机 械 能转 变 为 电能 的设 备 。塔 架 是机 组 的 支 撑 部 件 ， 风 轮 到 达设 计 中 规定 的高 度 ， 内部 使 其
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６８
肖 雅丽， 双馈 等： 感应风力发电 状态监测方法综 系统 述
中图 分 类 号 ：Ｍ３ ５ Ｔ １
文 献标 志码 ： Ａ
双馈 感应 风 力发 电系统 状态监测方法综述
肖雅 丽 ， 方瑞 明， 李文彭
（ 华侨 大 学 信 息科 学与 工程 学 院 ， 建 厦 门 ３ １２ ） 福 ６ ０ １ Ｏｖｅ ｖ ｅ ｏ ｈ ｎｄ ｔｏ ｏ ｉｏ ｉ ｅｈｏ ｏ ｕ ｙ ｒ ｉｗ ｆｔ ｅ Ｃｏ ｉｉ ｎ Ｍ ｎ ｔ ｒｎｇ Ｍ ｔ ｄ ｆ ｒ Ｄｏ ｂｌ －Ｆｅ ｎｄ ｔｏ ｄ Ｉ ｕｃ ｉ ｎ Ｗ ｉ ｗｅ ｅ ｒ ｔｏ ｓｅ ｓ ｎｄ Ｐｏ ｒ Ｇ ｎｅ ａ ｉ ｎ Ｓｙ ｔ ｍ
快 捷 的依据 。
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降低故障率 ， 节省维护保养 的费用 ， 提高风 电场 的 经 济效 益 ＿ ３ ｌ 。因此 ， 风 电机组进 行 状态 检修 是风 力 对
发 电 的一个 重要 课题 。要 对风力 发 电机组 进 行状 态
基金项 目： 国家 自 科学 基金项 目（ ｌ７ ０ ９ ； 然 ５ １７ ３ ） 中央高校 基本 科研业务费（Ｂ Ｚ ５、Ｂ ｊ １ｏ ） ｊ — Ｒ１２ Ｊ — ｃ ０ ８ 。 １