三电平光伏逆变器故障诊断研究(20180723163556)-solarbe文库

资源描述：

龙源期刊网 http//www.qikan.com.cn 三电平光伏逆变器故障诊断研究作者胡超姜媛媛凌子俊来源科技视界 2014 年第 31 期【摘要】本文通过对三电平光伏逆变器的故障类型和当前常用的故障诊断方法进行分析，将不同故障诊断方法的优劣进行对比，发现当前的故障诊断方法存在一定的缺陷；提出一种基于小波变换和极限学习机神经网络相结合的逆变器故障诊断方法，该方法可实现对三电平光伏逆变器多模式故障的诊断。通过仿真实验，验证该方法的正确性和有效性。【关键词】三电平光伏逆变器；故障诊断；小波变换；极限学习机神经网络0 引言近年来，新能源的运用越来越广泛，尤其是光伏产业受到了很大重视，逆变技术作为其中的关键技术之一，光伏逆变器的安全、稳定运行受到很大关注。由于多电平技术的发展及多电平技术的优势，目前应用较多的是三电平光伏逆变器，其输出波形谐波小，开关应力低。虽然三电平逆变器优势很大，但其在效率提高的同时也带来了一定的麻烦，三电平逆变器的开关器件较两电平逆变器增加了一倍，而开关器件正是整个逆变器中最薄弱的环节，这就增加了逆变器发生故障的可能性，因此做到对逆变器故障的及时诊断就尤为重要。本文以应用较多的三电平中点钳位型（ NPC）光伏逆变器为研究对象，对目前广泛使用的一些故障诊断方法进行总结、分析，提出一种新的故障诊断方法，以提高目前故障诊断的速度及正确率。1 故障类型分析三电平逆变器的拓扑结构比较复杂，因此其故障形式也比较复杂。对于逆变器电路，大多数故障表现为功率开关器件的损坏，主要是由器件的开关特性引起的，其中以功率开关器件的开路故障和直通故障最为常见。直通故障存在时间很短，难以诊断，因此其诊断和保护方法多采用基于硬件电路的设计。所以本文只研究功率开关器件开路故障的情况。三电平中点钳位型逆变器功率器件较多，故障组合数目众多，故障情况复杂，且其是三相对称结构，各相故障情况相同，因此本文只对其中一相（ A 相）进行分析，这样可以达到对所有故障类型都得以分析而又使诊断模型得到简化。三电平 NPC 型逆变器分为单功率器件故障和多功率器件故障两种情况，多功率器件故障又以两功率器件故障作为常见，所以本文主要研究单功率器件故障和两功率器件故障的情况。