The invention belongs to the field of wind power converter fault diagnosis. For the converter of permanent magnet direct drive wind power generation system, a fault diagnosis framework based on current normalization and current average is designed. In order to improve the accuracy of current observation, an adaptive Calman filter algorithm is introduced. Sage Husa noise estimator is selected to adjust the values of Q and R adaptively in real time to enhance the robustness of the algorithm in noisy background with unknown statistical characteristics. The algorithm can reset the error covariance matrix to enhance the tracking estimation ability of parameter mutation.
【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应滤波的风电变流器故障诊断
技术介绍
本专利技术属于风电变流器故障诊断领域,涉及一种风电变流器故障诊断方法。
技术实现思路
精准地预报和预测三相电流不仅可准确地了解变流器的工作状态,而且还能及时发现变流器存在的安全隐患,以便能够及时采取相应措施。但变流器的工作环境复杂,在实际观测过程中,由于各种未知或非确定因素的存在,不可避免地使观测结果含有多种随机扰动误差,从而影响预测结果的精度。但是基于观测器的故障诊断并没有考虑噪声的影响,与实际系统有所差距。它只适用于其中可用测量结果受噪声污染不太严重的情况,并且产生阶数比被观测系统的阶数低的一个动态系统。因此,观测器的抗干扰能力较弱,当电流观测量值中夹杂的测量噪声与干扰信号幅值较大,导致观测器的观测值与实际值误差较大,从而影响变流器故障诊断的效果。由于风的随机性、负荷变化以及系统配置和系统状态的影响,风电系统中的电流、电压信号时变的,而且还会受到噪声(有色噪声和白噪声)与谐波的影响。从永磁同步发电机定子采集到的电流数据往往也夹杂着噪声,主要是因为观测数据误差值的不确定以及风电变流器运行环境的内部干扰等。噪声的存在势必会对算法精度或稳定性产生一定程度的影响。要想获得准确的信号估计值,必须考虑信号中噪声的处理问题。为了衰减相电流中出现的高频噪声和由微分算子引入的噪声,有必要实施低通滤波器(LPF)。关于低通滤波器的设计,主要在于截止频率的选取。截止频率的值必须高于额定电流的基本频率,一般选取发电机额定频率的三到六倍的值以获得良好的性能。卡尔曼滤波算法利用噪声统计来影响作用于测量值与估计值之间误差的卡尔曼增益,而增益将 ...
【技术保护点】
1.一种基于自适应滤波的风电变流器故障诊断方法,其特征在于:Step1:令k=1,设置状态估计初始值和误差协方差矩阵的初始值分别为
【技术特征摘要】
1.一种基于自适应滤波的风电变流器故障诊断方法,其特征在于:Step1:令k=1,设置状态估计初始值和误差协方差矩阵的初始值分别为过程噪声协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵Qk,Rk,并设定遗忘因子b和误差协方差矩阵重置阈值C,同时根据离散系统的状态方程和测量方程,计算得出状态转移矩阵Fk和测量方程系数矩阵Hk。需要说明的是,在实际情况中,随着时间的推移,初始状态及其协方差对KF算法的影响逐渐减小,但是噪声协方差矩阵Qk,Rk会阻碍这种影响衰减性,因此,噪声协方差矩阵初始值的选取应尽可能接近实际系统,一般通过实验值确定。Step2:根时间更新,获得状态预测值以及一步预测误差协方差阵Step3:计算增益矩阵Kk+1,并更新状态估计值和误差协方差矩阵便于下一时刻继续迭代。Step4:利用噪声估计器,在前一时刻k的基础上更新k+1时刻的过程噪声协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵Qk+1,Rk+1。Step5:比较k+1时刻的估计值与测量值yk+1,若两者的误差超过阈值C,则误差协方差矩阵重置为初始时刻的误差协方差矩阵若两者的误差并没有超过阈值C,则当前时刻的误差协方差矩阵保持不变,继续用于后续迭代...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏善碧,柴毅,孙秀玲,刘文宇,刘晓宇,尚敖男,
申请(专利权)人:重庆大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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