CN109245164B - 模块化风电变流器的故障处理方法、装置以及系统 - Google Patents
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Abstract
提供了模块化变流器的故障处理方法、装置及系统。所述模块化变流器包括并联连接于发电机和机组变压器之间的至少一个变流模块,所述故障处理方法包括:预先设定模块化变流器的故障级别;诊断所述模块化变流器的故障事件,确定所述故障事件对应的故障级别;根据所述故障级别生成用于指示变流模块或者变流器整机工作在故障模式的控制信号,能够实现故障准确处理从而减少故障停机时间。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域,更具体地讲,涉及一种永磁直驱风力发电机模块化变流器的故障处理方法、装置以及系统。
背景技术
随着风力发电技术的大规模应用,年发电量直接影响着风电市场的投资利润率,成为了越来越重要的考核指标,而风力发电系统的MTBF(Mean Time Between Failure,平均无故障时间)成为了影响年发电量的主要因素。在风力发电系统中,风电变流器的工作状态对于MTBF占据着主要的影响。
现有的技术方案中,为了避免风电变流器的故障对于风力发电系统MTBF的影响,一般将风电变流器的故障分为严重故障和一般故障(或者告警)两种情况。在风电变流器发生一般故障时,变流器仅通知风机主控系统,不对变流器进行任何操作,这样能够避免风电变流器由于一般故障造成停机影响。
但是,如果一般故障处理不及时,如IGBT模块持续过温、过流等,容易导致一般故障升级为严重故障,进而造成整个风电变流器的损坏;如果发生严重故障则须进行风电变流器停机操作维护,维护人员到故障现场进行处理,导致停机时间过长严重影响系统的发电量。
因此,亟需一种风电变流器的故障处理方法,能够实现故障准确处理从而减少故障停机时间。
发明内容
本发明的示例性实施例提供了一种模块化风电变流器的故障处理方法、装置以及系统,至少解决上述技术问题和上文未提及的其它技术问题。
本发明的一方面在于提供一种永磁直驱风力发电机组模块化变流器的故障处理方法,所述模块化变流器包括并联连接于发电机和机组变压器之间的至少一个变流模块,所述故障处理方法包括:预先设定模块化变流器的故障级别;诊断所述模块化变流器的故障事件,确定所述故障事件对应的故障级别;根据所述故障级别生成用于指示变流模块或者变流器整机工作在故障模式的控制信号;其中,所述故障级别至少包括单模块一级故障、单模块零级故障、整机一级故障和整机零级故障。
本发明的另一方面在于提供一种永磁直驱风力发电机组模块化变流器的故障处理装置,所述模块化变流器包括并联连接于发电机和机组变压器之间的至少一个变流模块,包括:预设模块,用于预先设定模块化变流器的故障级别;诊断模块,用于诊断所述模块化变流器的故障事件,确定所述故障事件对应的故障级别;控制模块,用于根据所述故障级别生成指示变流模块或者变流器整机工作在故障模式的控制信号;其中,所述故障级别至少包括单模块一级故障、单模块零级故障、整机一级故障和整机零级故障。
本发明的另一方面在于提供一种计算机可读存储介质,存储有程序,所述程序包括用于执行上述方法的指令。
本发明的另一方面在于提供一种计算机,包括存储有计算机程序的可读介质,所述计算机程序包括用于执行上述方法的指令
本发明的另一方面在于提供一种永磁直驱风力发电机组的故障处理系统,所述永磁直驱风力发电机组包括模块化变流器,所述模块化变流器包括并联连接于发电机和机组变压器之间的至少一个变流模块,所述故障处理系统包括:变流器控制器,包括互相连接的机侧控制器和网侧控制器;所述机侧控制器与所述变流模块的机侧整流装置连接,所述机侧控制器用于采集机侧整流装置的故障事件,并且控制所述机侧整流装置进行开关调制以实现对发电机的转矩控制;所述网侧控制器与所述变流模块的网侧逆变装置连接,所述网侧控制器用于采集网侧逆变装置的故障事件,并且控制所述网侧逆变装置进行开关调制以实现功率输出;风力发电机组的主控制器与所述变流器控制器连接,所述主控制器向所述机侧控制器下发转矩控制指令;其中,所述变流器控制器用于诊断所述模块化变流器的故障事件,确定所述故障事件对应的故障级别;所述主控制器根据所述故障级别控制变流模块或者变流器整机工作在故障模式;所述故障级别至少包括单模块一级故障、单模块零级故障、整机一级故障和整机零级故障。
本发明的实施例根据永磁直驱风力发电机组模块化变流器的工作状态和故障特点,将模块化变流器的故障等级进行合理分级,并对工程应用中常见的故障种类可能出现的等级变迁进行梳理,制定相应的故障处理策略。能够精确判定风电场变流故障等级的严酷程度,从而降低停机维护时间,减少发电量损失。
附图说明
下面,将结合附图进行本发明的详细描述,本发明的上述特征和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚,其中:
图1是根据本公开的示例实施例的永磁直驱风力发电机组模块化变流器的系统拓扑图;
图2是根据本公开的示例实施例的永磁直驱风力发电机组的故障处理系统的示意图;
图3是根据本公开的示例实施例的故障级别状态变迁示意图;
图4是根据本公开的示例实施例的故障处理方法的流程图;
图5是根据本公开的示例实施例的另一种故障处理方法的流程图;
图6是根据本公开的示例实施例的故障处理装置的结构示意图。
具体实施方式
现将详细参照本公开的示例性实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中,相同的标号始终指示相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例,以便于解释本发明。显然,所描述的实施例仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在阐述本公开的发明构思之前,对本公开中采用的术语进行相关说明。
模块化变流器:一种采用模块化的架构实现任意变流模块并联的变流器,其中变流模块的容量可以相同或不同。
永磁直驱风力发电机组:利用风力带动风力机叶片旋转,拖动直驱永磁发电机的转子旋转实现发电;其发电机为永磁式发电机,转子为永磁式结构,不需外部提供励磁电源,采用全功率变流器实现风力发电的并网,因此变流器的容量与系统的额定容量相同。
图1是根据本公开的示例实施例的永磁直驱风力发电机组模块化变流器的系统拓扑图,所述模块化变流器包括并联连接于发电机和机组变压器之间的至少一个变流模块(图1中示出的模块1、模块2、模块3……模块N),各个变流模块可以单独实现变流器的所有功能,也可以通过并联来实现不同容量的变流器。其中,各个变流模块的额定功率可以相同或者不同。工程实施中,每个变流模块可装配为标准的模块化柜体,简化生产制造运营维护难度,同时通过规模化生产采购降低设备成本。
在一种示例中,当风电变流器的需求功率为1200KW时,可以选择模块1和模块2的额定功率为500KW,而模块3和模块4的额定功率为100KW。
在另一种示例中,各个变流模块的额定功率可以相同,例如,当风电变流器的需求功率为2000KW时,模块1至模块4的额定功率分别为500KW。
图2是根据本公开的示例实施例的永磁直驱风力发电机组的故障处理系统的示意图。为了简化说明,图中未分别示出各个变流模块,而是在虚线框中整体示出模块化变流器。
故障处理系统包括变流器控制器和风力发电机组的主控制器。如图2所示,变流器控制器包括互相连接的机侧控制器和网侧控制器。机侧控制器与所述变流模块的机侧整流装置连接,用于采集机侧整流装置的故障事件,并且控制所述机侧整流装置进行开关调制以实现对发电机的转矩控制。网侧控制器与所述变流模块的网侧逆变装置连接,用于采集网侧逆变装置的故障事件,并且控制所述网侧逆变装置进行开关调制以实现功率输出。
在一个示例中,机侧控制器和网侧控制器可利用高速光纤分别连接每个变流模块的机侧整流装置和网侧逆变装置,实现各个变流模块的同步控制。
风力发电机组的主控制器与所述变流器控制器连接,向所述机侧控制器下发转矩控制指令。
优选地,机侧控制器和网侧控制器之间通过CAN总线或其它通信实现状态及故障信息交互,机侧控制器与主控制器通过DP通信连接。机侧控制器接收主控制器传递的转矩控制指令来控制电机的电磁转矩。同时,变流器控制器向主控制器传送变流器的状态信息和故障信息。
在图2的示例中,机侧控制器采集网侧控制器的控制信息,由机侧控制器向主控制器传送模块化变流器的状态信息和故障信息。本领域技术人员可以理解,也可以由网侧控制器向主控制器传送模块化变流器的状态信息和故障信息。
在一个示例中,根据模块化变流器的故障类型,以及变流模块故障或者整机故障对变流器系统的影响,将模块化变流器的故障定义为了四级,分别为单模块一级故障,整机一级故障,单模块零级故障,整机零级故障四个级别,故障级别依次升高,严酷程度依次增大。变流器控制器诊断模块化变流器的故障事件,并确定所述故障事件对应的故障级别。
单模块一级故障,定义为单个模块化柜体产生的影响系统正常运行的异常现象,其对应的故障事件例如单模块交流过电流,单模块IGBT过温,单模块AD采样异常,单模块三相电流不平衡等。此类故障由于单个模块柜体内部元器件的异常、软件异常或者干扰引起。
单模块零级故障,定义为单个模块化柜体产生的致命性故障,此类故障发生后,单个柜体模块必须进行维修处理,其对应的故障事件例如单个模块柜体的熔断器熔断,单个模块柜体的FPGA配置异常,单个模块柜体的光纤通信异常等。此类故障一般为单个柜体元器件的硬件损坏。
整机一级故障,定义为整个风电变流器整机的影响系统正常运行的异常现象,其对应的故障事件例如控制电源异常,并网电压异常,通信异常等。此类故障由于整机的共用部分的元器件的异常、软件异常或者干扰引起。
整机共用部分的元器件异常,比如水冷系统故障,以及UPS电压异常故障,数字量采样异常故障,整机通讯(DP,CAN,光纤通讯)等。
当发生整机一级通讯时,可能为整机通讯系统硬件回路故障,也可能为通讯受到干扰,或者软件异常引起,可以在整机停机的情况下直接进行复位操作,如果复位后,整机可以恢复正常运行状态,未重复发生通讯故障,则可判定该故障是由于干扰或软件原因引起,复位成功后不会影响正常运行。;
但是如果复位后,又重复发生同样的通讯故障,则认为通讯相关的硬件电路可能发生损伤,必须进行硬件的维护,整机一级通讯故障升级为整机零级故障。
整机零级故障,定义为整个风电变流器整机产生的致命性故障,此类故障发生后,整机必须进行维修处理,其对应的故障事件例如风电变流器预充电异常,电网缺相状态,相序错误状态等。此类故障一般表现为整机的部分公用元器件的损坏。
发明人发现,模块化变流器的故障可能在各个故障等级之间变迁,也可能通过远程复位等操作自动恢复。通常来说,根据变流器控制器采样诊断得出的故障事件所对应的原始故障级别,根据变流器的工作状态以及机组对变流系统的需求,可能升级为更严酷的故障,需要立即进行停机处理;也可能降级为更温和的故障或者保持故障等级不变,变流器可以容错运行或者将故障模块切出,甚至变流器还可能恢复至无故障状态。因此,需要对原始故障级别进行更新从而对各个故障事件进行准确处理。
然而,现有技术中的常规处理方法通常会由于不能准确判断风电变流器故障的严酷等级,造成故障处理不及时,或者由于过度处理造成人力物力浪费。
例如,当发生单模块交流过流故障时,由于交流过流现象一般产生于PWM连续脉冲动作过程中,当PWM脉冲封锁并停止后,交流过流现象会自动消除,此时单模块进行自复位动作,则在复位过程中交流过流故障消失。
但是当单模块复位成功后,又再次产生单模块交流过流故障,且这个过程可以重复时(复位成功,重复报出这一故障),即可认为单个模块的硬件电路存在故障点,不能再继续进行自复位动作,防止故障扩大化,单模块一级故障升级为单模块零级故障。
例如,当发生单模块三相电流不平衡故障时,由于发生三相电流不平衡可能是电流采样回路发生异常,也可能是三相逆变桥发生异常,也可能为干扰影响或软件原因。此类故障事件视为单模块一级故障,该模块首先停止PWM脉冲输出,同时进行自复位操作,如果复位后重新启动该模块运行后,未重复发生三相电流不平衡故障,则可判定该故障事件是由于干扰或软件原因导致的,复位成功后不会影响正常运行。但如果复位重启该模块运行后,又重复发生三相电流不平衡故障,则可判定该故障事件是由于硬件回路故障引起的,必须进行硬件的维护,因此升级为单模块零级故障。
例如,整机一级故障对应的故障事件可以为整机共用部分的元器件异常,比如水冷系统故障,以及UPS电压异常故障,数字量采样异常故障,整机通讯(DP,CAN,光纤通讯)等。
当发生整机通讯故障时,可以在变流器停机的情况下直接进行整机复位操作,如果通讯异常情况可以被复位掉,则整机可以继续恢复正常运行状态。整机一级故障恢复至无故障状态。但是如果复位成功后,又重复发生同样的通讯故障,则可认为通讯相关的硬件电路可能发生损伤,整机一级通讯故障升级为整机零级故障。
本发明实施例设计单模块一级故障和整机一级故障,其对应的故障事件是不能够判断由元器件异常或损伤的故障,或者软件出现异常,或者是干扰。因此通过自复位来进行判定。复位成功,则认为是干扰,降级为无故障;复位不成功,则升级为零级故障。
图3是根据本公开的示例实施例的故障级别状态变迁示意图。
如果单个变流模块的自动复位操作成功,单模块一级故障可以恢复至无故障状态;如果单个变流模块的自动复位操作不成功,单模块一级故障则升级为单模块零级故障。
类似地,如果变流器整机的自动复位操作成功,整机一级故障可以恢复至无故障状态;如果变流器整机的自动复位操作不成功,整机一级故障则升级为整机零级故障。
此外,由于变流器系统在永磁直驱风力发电机组中不仅承担能量转换传递的功能,还需完成发电机转矩控制的重要功能,因此变流器系统只能接受机组主控制器下发的功率和转矩指令进行控制,不能进行突然的甩负荷操作(即不能将故障的变流模块突然切出,或者变流器整机突然停机),否则会造成发电机、叶轮甚至机舱振动过大,甚至机组整体损毁的严重事故。
因此,在图3的故障级别状态变迁示意图中,需要考虑机组的功率需求的影响。例如,如果发生单个变流模块一级故障,还需判断正常变流模块能否满足机组当前的功率需求,如果不能满足,则单模块一级故障升级为整机一级故障;如果能够满足,则单模块一级故障保持不变。
类似地,如果发生单个变流模块零级故障,还需判断正常变流模块能否满足机组当前的功率需求,如果不能满足,则单模块零级故障升级为整机零级故障;如果能够满足,则单模块零级故障保持不变。
由以上分析可以看出,本公开中定义的单模块一级故障、单模块零级故障、整机一级故障和整机零级故障不仅包括由故障事件对应的原始故障类型,还包括进行单模块复位、整机复位操作后升级的故障类型,以及根据风电机组的功率需求升级的故障类型。
具体地,所述单模块零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;所述整机一级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;所述整机零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由整机一级故障或者单模块零级故障更新后的升级故障类型。
由以上分析还可以看出,单模块一级故障和整机一级故障为暂态,变流器系统自身通过自动复位处理以及/或者基于机组功率需求判断,最终变迁至单模块零级故障和整机零级故障两种稳态。
以下参照图4说明本公开的一个示例提供的永磁直驱风力发电机组模块化变流器的故障处理方法。本示例的方法可以被实现为运行在变流器控制器上的软件,具体包括以下步骤:
步骤S401,预先设定模块化变流器的故障级别;
例如,可以设定故障级别至少包括单模块一级故障、单模块零级故障、整机一级故障和整机零级故障。每种故障级别对应的故障事件,以及故障级别之间的变迁已在上文描述。
步骤S402,诊断所述模块化变流器的故障事件,确定所述故障事件对应的故障级别;
具体地,确定所述故障事件对应的故障级别的步骤,可以包括首先依据故障事件确定原始故障级别,然后对原始故障级别进行更新,以便更精确地判定故障的严酷等级。
在一种方式中,考虑机组运行状态对变流器系统的功率需求,根据故障前并联工作变流模块的总运行功率P,正常变流模块的额定功率总和P0更新所述故障事件对应的原始故障级别;在另一种方式中,先控制故障变流模块或变流器整机进行自动复位,再根据复位结果更新所述故障事件对应的原始故障级别。以上两种故障等级的更新方式可以独立使用,也可以组合运用。
步骤S403,根据所述故障级别生成用于指示变流模块或者变流器整机工作在故障模式的控制信号。
故障模式可以为容错工作状态,或者,变流器停机状态。
其中,若所述故障级别为单模块零级故障,则在本步骤中,进入容错工作状态,变流器控制器生成用于指示故障变流模块停止PWM脉冲调制的控制信号,且生成故障变流模块输入输出接触器的切断信号;变流器控制器接收风力发电机组主控制器下发的转矩指令;变流器控制器生成用于指示正常变流模块依据所述转矩指令进行工作的控制信号。
其中,若所述故障级别为整机零级故障,则在本步骤中,进入变流器停机状态,变流器控制器生成用于指示变流器全部模块停止PWM脉冲调制的控制信号,且生成全部模块输入输出接触器的切断信号。
以下参照图5说明本公开的一个示例提供的永磁直驱风力发电机组模块化变流器的故障处理方法。本示例的方法可以被实现风力发电机组主控制器和变流器控制器之间的交互过程。
步骤S501,预先设定模块化变流器的故障级别。接下来,在步骤S502中,依据故障事件确定原始故障级别。其中故障级别的定义和对应的故障事件,请参照上文。
如果在步骤S511中确定单个变流模块出现单模块一级故障,则进入步骤S512,判断故障前并联的工作变流模块的总运行功率P是否高于正常变流模块的额定功率总和P0。如果P高于P0,说明此时机组对变流器的功率需求高于正常变流模块的额定功率,变流器系统中正常变流模块不能满足机组要求,则进入步骤S521,更新故障事件对应的原始故障级别,将所述故障事件对应的故障等级升级为整机一级故障。如果P不高于P0,则说明变流器系统中正常变流模块能够满足机组要求,则进入步骤S513,更新后的故障级别仍然保持为单模块一级故障。接下来,在步骤S514中控制故障变流模块进行自动复位。在步骤S515中,故障变流模块自动复位成功,再次投入运行。在步骤S516中,故障变流模块自动复位不成功,则进入步骤S533,更新故障级别,将故障事件对应的故障等级由单模块一级故障升级为单模块零级故障。
如果在步骤S521中确定故障等级为整机一级故障,则进入步骤S522,全部变流模块停止PWM脉冲调制,即封锁PWM脉冲。然后,在步骤S523中,变流器控制器向机组主控制器上报整机一级故障,在步骤S524中,机组主控制器控制风力发电机组停机。接下来进入步骤S525,变流器系统执行自动复位。在步骤S526中,如果变流器系统自动复位成功,则变流器整机再次投入运行。在步骤S527中,如果变流器系统自动复位失败,则更新故障级别,将所述故障事件对应的故障等级由整机一级故障升级为整机零级故障。随后进入步骤S541,执行后续处理。
如果在步骤S531中确定故障等级为单模块零级故障,则进入步骤S532,判断故障前并联的工作变流模块的总运行功率P是否高于正常变流模块的额定功率总和P0。如果P高于P0,说明此时机组对变流器的功率需求高于正常变流模块的额定功率,变流器系统中正常变流模块不能满足机组要求,则进入步骤S541,更新故障事件对应的原始故障级别,将所述故障事件对应的故障等级升级为整机零级故障。如果P不高于P0,则说明变流器系统中正常变流模块能够满足机组要求,则进入步骤S533,更新后的故障级别仍然保持为单模块零级故障。随后进入步骤S534,故障变流模块停止PWM脉冲调制,切断故障变流模块的输入输出接触器。然后,在步骤S535中,变流器控制器向机组主控制器上报单模块零级故障,在步骤S536中,机组主控制器按照正常变流模块的数量和机组总运行功率需求,计算每个模块需要提供的转矩,机组主控制器向变流器控制器下发正常变流模块的转矩指令。
如果在步骤S541中确定故障等级为整机零级故障,则进入步骤S542,全部变流模块停止PWM脉冲调制,即封锁PWM脉冲,并且切断全部变流模块的输入输出接触器。然后,在步骤S543中,变流器控制器向机组主控制器上报整机零级故障,在步骤S544中,机组主控制器控制风力发电机组停机。
不限于此,在四类主要告警级别之外,还可以定义告警类故障。告警类故障事件为较轻微的异常现象或不影响系统正常运行的局部异常,如温度不平衡,I/O点异常反馈等。此类故障可以依靠软件的自行调整或在风力发电系统例行检修作业时进行维护操作,不停机且不对系统造成任何影响。对于告警类故障,由风电变流器系统进行自行调整,机侧控制器通过DP通讯向风机系统主控制器上报告警类故障信息,可以让维护人员在风机系统的定期检修维护时进行此类故障的排查。
以下参照图6说明永磁直驱风力发电机组模块化变流器的故障处理装置的结构。所述模块化变流器包括并联连接于发电机和机组变压器之间的至少一个变流模块。
所述故障处理装置包括:预设模块61,用于预先设定模块化变流器的故障级别。所述故障级别至少包括单模块一级故障、单模块零级故障、整机一级故障和整机零级故障;其中,所述单模块零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;所述整机一级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;所述整机零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由整机一级故障或者单模块零级故障更新后的升级故障类型。
诊断模块62,用于诊断所述模块化变流器的故障事件,确定所述故障事件对应的故障级别。
控制模块63,用于根据所述故障级别生成指示变流模块或者变流器整机工作在故障模式的控制信号。
其中,诊断模块62还包括:故障级别确定子模块621,用于依据故障事件确定原始故障级别;故障级别更新子模块622,用于根据故障前并联工作模块的总运行功率P,正常变流模块的额定功率总和P0更新所述故障事件对应的原始故障级别;或者,故障级别更新子模块622,用于先控制故障变流模块或变流器整机进行自动复位,再根据复位结果更新所述故障事件对应的故障级别。
本发明的实施例根据永磁直驱风力发电机组模块化变流器的工作状态和故障特点,将模块化变流器的故障等级进行合理分级,并对工程应用中常见的故障种类可能出现的等级变迁进行梳理,制定相应的故障处理策略。能够精确判定风电场变流故障等级的严酷程度,从而降低停机维护时间,减少发电量损失。
根据本发明公开的示例实施例的永磁直驱风力发电机组模块化变流器的故障处理方法可被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读指令,或者可通过传输介质被发送。计算机可读记录介质是可存储此后可由计算机系统读取的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、磁带、软盘、光学数据存储装置,但不限于此。传输介质可包括通过网络或各种类型的通信信道发送的载波。计算机可读记录介质也可分布于连接网络的计算机系统,从而计算机可读指令以分布方式被存储和执行。
尽管已经参照其示例性实施例,具体示出和描述了本发明,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (18)
1.一种永磁直驱风力发电机组模块化变流器的故障处理方法,所述模块化变流器包括并联连接于发电机和机组变压器之间的至少一个变流模块,其特征在于,所述故障处理方法包括:
预先设定模块化变流器的故障级别;
诊断所述模块化变流器的故障事件,确定所述故障事件对应的故障级别;
根据所述故障级别生成用于指示变流模块或者变流器整机工作在故障模式的控制信号;
其中,所述故障级别至少包括单模块一级故障、单模块零级故障、整机一级故障和整机零级故障,
其中,确定所述故障事件对应的故障级别的步骤包括:
依据故障事件确定原始故障级别;
根据故障事件对应的变流模块或者变流器整机的自动复位处理结果、和/或风力发电机组对变流器系统的功率需求,对原始故障级别进行更新,将更新后的原始故障级别确定为所述故障事件对应的故障级别。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述单模块零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;
所述整机一级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;
所述整机零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由整机一级故障或者单模块零级故障更新后的升级故障类型。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,确定所述故障事件对应的故障级别的步骤,具体包括:
根据故障前并联工作变流模块的总运行功率P以及正常变流模块的额定功率总和P0更新所述故障事件对应的原始故障级别;
或者,先控制故障变流模块或变流器整机进行自动复位,再根据复位结果更新所述故障事件对应的原始故障级别。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,更新所述故障事件对应的原始故障级别的步骤,具体包括:
如果故障前并联工作变流模块的总运行功率P高于正常变流模块的额定功率总和P0,则在发生单模块一级故障后,将所述故障事件对应的故障等级升级为整机一级故障;
如果故障前并联工作变流模块的总运行功率P高于正常变流模块的额定功率总和P0,则在发生单模块零级故障后,将所述故障事件对应的故障等级升级为整机零级故障。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,更新所述故障事件对应的原始故障级别的步骤,具体包括:
如果故障前并联工作变流模块的总运行功率P不高于正常变流模块的额定功率总和P0,若发生单模块零级故障,将所述故障事件对应的故障等级保持为单模块零级故障;
如果故障前并联工作变流模块的总运行功率P不高于正常变流模块的额定功率总和P0,若发生单模块一级故障,则控制故障变流模块进行自动复位,如果故障变流模块自动复位失败,则将所述故障事件对应的故障等级由单模块一级故障升级为单模块零级故障。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,更新所述故障事件对应的原始故障级别的步骤,具体包括:
若发生整机一级故障,则控制变流器整机进行自动复位;
如果变流器整机自动复位失败,则将所述故障事件对应的故障等级由整机一级故障升级为整机零级故障。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,如果所述故障级别为单模块零级故障,则在根据所述故障级别生成用于指示变流模块或者变流器整机工作在故障模式的控制信号的步骤中,具体包括:
生成用于指示故障变流模块停止PWM脉冲调制的控制信号,且生成故障变流模块输入输出接触器的切断信号;
接收风力发电机组主控制器下发的转矩指令;
生成用于指示正常变流模块依据所述转矩指令进行工作的控制信号。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,如果所述故障级别为整机零级故障,则在根据所述故障级别生成用于指示变流模块或者变流器整机工作在故障模式的控制信号的步骤中,具体包括:
生成用于指示变流器全部模块停止PWM脉冲调制的控制信号,且生成全部模块输入输出接触器的切断信号。
9.一种永磁直驱风力发电机组模块化变流器的故障处理装置,所述模块化变流器包括并联连接于发电机和机组变压器之间的至少一个变流模块,其特征在于,所述故障处理装置包括:
预设模块,用于预先设定模块化变流器的故障级别;
诊断模块,用于诊断所述模块化变流器的故障事件,确定所述故障事件对应的故障级别;
控制模块,用于根据所述故障级别生成指示变流模块或者变流器整机工作在故障模式的控制信号;
其中,所述故障级别至少包括单模块一级故障、单模块零级故障、整机一级故障和整机零级故障,
其中,所述诊断模块还包括:
故障级别确定子模块,用于依据故障事件确定原始故障级别;
故障级别更新子模块,根据故障事件对应的变流模块或者变流器整机的自动复位处理结果、和/或风力发电机组对变流器系统的功率需求,对原始故障级别进行更新,将更新后的原始故障级别确定为所述故障事件对应的故障级别。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,
所述单模块零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;
所述整机一级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;
所述整机零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由整机一级故障或者单模块零级故障更新后的升级故障类型。
11.如权利要求9或10所述的装置,其特征在于,故障级别更新子模块用于根据故障前并联工作模块的总运行功率P,正常变流模块的额定功率总和P0更新所述故障事件对应的原始故障级别,或者,先控制故障变流模块或变流器整机进行自动复位,再根据复位结果更新所述故障事件对应的故障级别。
12.一种计算机可读存储介质,存储有程序,其特征在于,所述程序包括用于执行如权利要求1-8中的任一项所述方法的指令。
13.一种计算机,包括存储有计算机程序的可读介质,其特征在于,所述计算机程序包括用于执行如权利要求1-8中的任一项所述方法的指令。
14.一种永磁直驱风力发电机组的故障处理系统,所述永磁直驱风力发电机组包括模块化变流器,所述模块化变流器包括并联连接于发电机和机组变压器之间的至少一个变流模块,其特征在于,所述故障处理系统包括:
变流器控制器,包括互相连接的机侧控制器和网侧控制器;
所述机侧控制器与所述变流模块的机侧整流装置连接,所述机侧控制器用于采集机侧整流装置的故障事件,并且控制所述机侧整流装置进行开关调制以实现对发电机的转矩控制;
所述网侧控制器与所述变流模块的网侧逆变装置连接,所述网侧控制器用于采集网侧逆变装置的故障事件,并且控制所述网侧逆变装置进行开关调制以实现功率输出;
风力发电机组的主控制器与所述变流器控制器连接,所述主控制器向所述机侧控制器下发转矩控制指令;
其中,
所述变流器控制器用于诊断所述模块化变流器的故障事件,确定所述故障事件对应的故障级别;
所述主控制器根据所述故障级别控制变流模块或者变流器整机工作在故障模式;
所述故障级别至少包括单模块一级故障、单模块零级故障、整机一级故障和整机零级故障,
其中,所述变流器控制器用于:
依据故障事件确定原始故障级别;
根据故障事件对应的变流模块或者变流器整机的自动复位处理结果、和/或风力发电机组对变流器系统的功率需求,对原始故障级别进行更新,将更新后的原始故障级别确定为所述故障事件对应的故障级别。
15.如权利要求14所述的故障处理系统,其特征在于,
所述单模块零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;
所述整机一级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由单模块一级故障更新后的升级故障类型;
所述整机零级故障包括根据故障事件确定的原始故障类型,以及由整机一级故障或者单模块零级故障更新后的升级故障类型。
16.如权利要求14或15所述的故障处理系统,其特征在于,所述变流器控制器用于:
根据故障前并联工作模块的总运行功率P,正常变流模块的额定功率总和P0更新所述故障事件对应的原始故障级别;
或者,先控制变流模块或变流器整机进行自动复位,再根据复位结果更新所述故障事件对应的原始故障级别。
17.如权利要求16所述的故障处理系统,其特征在于,如果更新后的故障级别为单模块零级故障,则
所述变流器控制器控制故障变流模块停止PWM脉冲调制,切断故障变流模块的输入输出接触器;
所述主控制器生成转矩指令,所述变流器控制器依据所述转矩指令控制正常变流模块进行工作。
18.如权利要求16所述的故障处理系统,其特征在于,如果更新后的故障级别为整机零级故障,则
所述变流器控制器控制全部变流模块停止PWM脉冲调制,切断全部变流模块的输入输出接触器;
所述主控制器控制风力发电机组停机。
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