摘要：随着技术水平不断发展，双馈变流器在相关领域得到了广泛关注和使用，双馈变流器通过将适当的电机一起驱动与负载，提高了驱动功率，为双馈变流器系统运作带来益处。但在双馈变流器使用过程中会受到多种因素影响，为其使用功能带来极为不利的影响，本文主要针对双馈变流器中自动变速离合设备控制检测系统故障及故障诊断方法进行分析与研究，为双馈变流器容错控制分析提供一些参考依据。
关键词：双馈变流器；检测；系统故障；容错控制
1.双馈变流器检测系统
1.1故障技术要求
双馈变流器检测故障技术包括低电压穿越和高电压穿越，其基本内容可以描述为：双馈变流器系统运行中发生故障或突发事件引起电力系统频率或压力超出允许运行的标准范围时，在电压或频率范围时间间隔中，风电设备机组可以按照标准运行不脱网，并且帮助双馈变流器平稳过渡到正常运行状态的功能。风电机组标准数据如图一：
如上图低电压穿越风电机组标准要求的曲线我们可以看出，风电机组并网电压数据到0.2时，机组运行可以保障连续运行六百二十五毫秒；风电机组并网电压到0.9且在2秒内恢复时，风电机组就可以保障连续运行且不脱网。自双馈变流器故障清除的时间为基准，以大于或等于百分之十的不间断电源功率变化直至恢复到故障发生之前的数值。双馈变流器并网点电压数据最低点在百分之二十至百分之八十的区间内，且变流器需要达到控制机组向并电网点传输无功功率，且电流应该在0.2UT—0.9UT。
1.2低电压穿越技术要求
双馈变流器低电压风电机组的主要内容是指并点电网出现故障或突发事件，引起风电机组并网点电压数据跌落，在标准电压跌落范围内，双馈变流器风电机组能够保障不间断运行且不脱网，并且可以向电网传输无功功率，直至电网恢复。当前国际低电压穿越标准规定：风电机组并网电压跌落至零电压式，发电机组能够保障连续运行一百五十毫秒不脱网，直至电压功率恢复后爬升到百分之二十不间断电源。
2.双馈变流器容错控制手段
双馈变流器容错控制手段主要分为被动容错控制和主动容错控制，通常来讲被动容错控制是运用适当控制手段设计相应的变流控制器，不再是只能对双馈变流器进行诊断工作，更能抑制一些事故或故障造成的影响，起到防护作用；主动容错控制主要分为双馈变流器重新调度、模型跟随重组控制以及控制重构设计三种，当双馈变流器检测到系统故障时，会根据相关故障信息进行针对性调整。
3.双馈变流器系统分析
3.1双馈变流器发电机组变速恒频发电系统
在变流器实际运行过程中，发电机组变速恒频发电系统控制形式丰富多样，近年来双馈变流器容错控制技术被广泛使用。在引用双馈变流器发电机组变速恒频发电系统的方案中，发电机组与电网必须要直接连接起来，通过齿轮电机将发电机组、风机与电网进行连接，这种方式有利于实现优质的无功功率补偿功能，更可以通过对电流和频率等因素的控制实现双馈变流器变速恒频。由于双馈变流器运行通过子回路，所以发电机组对转子回路测电源的容量并没有极为严苛的要求。大部分情况，处于机组容量百分之三十五至百分之五十五，采用这种控制调节方法，可以高效的实现节约运行成本，提高发电机组工作效率的目标，发电机组变速恒频发电系统具有成本少、占用空间小的特点，在这一基础上还增强了电网、风电机组连接的柔韧性，但是由于齿轮电机存在着一些局限性，且成本较高，所以这套系统也存在着一些局限性。
3.2双馈变流器永磁直驱变速恒频发电系统
双馈变流器永磁直驱变速恒频发电系统是现阶段发展速度最快，前景最好的一套系统，运行结构是通过电流将变流器和风电机组进行连接，高效控制无功功率与有功功率。随着科学技术不断发展，永磁体替代了固有的励磁，极大程度上降低了常规发电机中电刷和滑环故障，进一步提高了风电机组对电能的利用效率，减少了成本费用，但是永磁材料造价较高，一旦实际运行时间过长，导致失去磁性，将导致整个机组无法正常运行。
3.2双馈变流器风力发电机组变桨距控制
双馈变流器风力发电机组可以收集最大能量，保障机组运行的可靠性并提供电力质量，风力发电机组经历了定桨距控制和变速控制两个阶段。随着单机容量不断扩大，变桨距控制技术收到越来越多的关注，风力发电机组具有极高的实用性，其结构更为简洁轻巧，变桨距可自动调节，全面提高了风能的吸收量，确保电流功率传输更加平稳，随着技术不断发展，小容量风机也将采用定桨距速技术和变桨距控制技术。
结束语：
双馈变流器系统故障主要是由电网发生不对称电压跌落引起，双馈变流器检测主要包括对并网电压、在转子电流、网侧双馈变流器电流等方面的安全故障进行排查，以实现双馈变流器平稳运行。重视对变流器电流使用观察实现变流器故障后系统重构调整，采用容错控制方法保障双馈变流器运行出现故障的情况下继续不断网运行，提高系统稳定性和可靠性。需要重视双馈变流器转速信号系统检测，建立相应的转速自动化观测器，对变流器转速和在转子回路进行容错控制，全面提高双馈变流器系统的运行效果。
参考文献：
[1]杨淑英，张兴，张崇巍，谢震，曹仁贤.变速恒频双馈风力发电机投切控制策略[J].中国电机工程学报.2009（17）：09-11.
[2]杨淑英，张兴，张崇巍，谢震.基于自适应谐振调节器的变速恒频风力发电双馈驱动研究[J].中国电机工程学报，2013（14）：22-25.
论文作者:庞仁杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/18
标签：变流器论文; 机组论文; 电压论文; 风电论文; 系统论文; 电网论文; 永磁论文; 《电力设备》2017年第17期论文;