一种风力发电用变流器的实时可靠性评估方法

摘要

本发明公开了一种风力发电用变流器的实时可靠性评估方法，属于风电变流器可靠性评估技术领域。该方法基于风电机组状态监测数据，并利用雨流算法提取元器件随机温度波动信息，从而对风电变流器实时故障率进行计算。本方法能同时考虑风电机组运行功率的大小及功率波动强度对风电变流器实时可靠性的影响，为风电变流器的状态检修提供科学依据，也为针对不同的风电场风况选择合适的变流器提供了技术支撑，能够确保风力发电机组高效、可靠、安全运行。

主权项

一种风力发电用变流器的实时可靠性评估方法，其特征在于：该方法基于风电机组状态监测数据，利用雨流算法提取元器件随机温度波动信息，对风电变流器的实时故障率进行计算；具体包括以下步骤：步骤一：基于风电场的状态监测数据，获取与变流器可靠性评估相关的信息；步骤二：对变流器的运行工况进行二维状态划分，即将变流器的输出有功功率以每小时为一组，按每小时的平均功率和功率波动强度进行二维状态划分，并计算对应的分布概率p(i，j)；步骤三：将变流器的有功功率、变流器无功功率、变流器线电流、变流器线电压和变流器柜内温度按照状态S(i，j)进行归类，形成状态S(i，j)下的数据集合Ω(i，j)；步骤四：以一小时为时间单位，基于元器件的损耗计算公式和热阻模型，利用数据集合Ω(i，j)，获取状态S(i，j)下元器件的运行温度载荷；步骤五：基于雨流算法提取元器件每小时的温度波动信息，并对不同运行状态S(i，j)下上述信息的平均值进行计算；步骤六：计算元器件在功率大小为第i个状态下的热应力因子π_Thi和功率波动强度为j个状态下的温度循环因子π_TCj；步骤七：根据热应力因子和温度循环因子，结合不同元器件的基本故障率参数λ_0Th和λ_0TC，计算各元器件的故障率λ_com；步骤八：将风电变流器划分为6个子系统，分别为机侧变流器、网侧变流器、直流环节、滤波器、控制系统和附属连接设备；步骤九：基于步骤七中各元器件的故障率，计算各子系统的故障率，最后将各子系统的故障率相加，便可得到整个风电变流器系统的故障率。