摘要：在社会稳步发展的今天，能源的需求量越来越大，为了更好的对有限的资源进行保护，主张积极的开发可再生能源，其中风能就是一种具有代表性的清洁能源，其在能源领域扮演着非常重要的角色。本文将着重分析的就是风机发电系统中变频器的故障诊断，针对于相关的故障问题，制定出科学的应对方案。
关键词：风机发电系统；变频器；故障诊断
风力在未来电力系统中发挥出的作用受到了广泛的关注，其具备着极大的穿透力【1】。在这个基础之上，风力发电机一旦出现故障问题，就需要及时的采取应对方案，由此才能保证不间断的运行能力，维护风力系统的正常运行，确保其对风电场的管理和监控起到积极的影响。现阶段，风力发电主要运用的区域是新疆地区，需要对变速的恒频风力发电机的变频器做出相应的故障判断，只有在明确了故障问题之后，才能制定出科学的应对方案，避免部分元件受到影响。
一、风电系统及变频器的故障诊断简述
风力发电机拥有着多种多样的类型，其在款式上彰显出各自的差异。除定子侧经变频器接入电网的直驱式风力发电机来说，还有转子侧经变频器接入电网的双馈式风力发电机、笼型异步式发电机，前两种发电机重点是借助于变频器及时的接入电网中。
变频器接触到的环境较为恶劣，多是处于外部进行工作，不管是油污还是温差等，都会对其产生极为重要的影响，不但会影响其基本的性能，还会使得变频器本身发生故障问题。目前，速恒频式风力发电机尤其是双馈式风力发电机不可以采取较为直接的手段规避故障问题。因此，当故障问题出现，相应的电压值会掉下来，这样的情况之下，发电机的定子电流会持续的上扬。再就是转定子之间属于强合的，当定子电流持续上扬的时候，会直接的传给转子，由此导致转子的电流呈现出上升的趋势。因此在出现上述提及的多种问题后，很容易造成较为严重的负面影响，需要针对于变频器的故障展开合理的分析，采取积极的应对举措，保证更好的处理相关的问题【2】。
二、风机发电系统的种类分析
风机发电系统重点包含着风力机、风力发电机，外视结构存在着齿轮箱、变频器等对应的部件，还有变压器和控制器等多种设备。风力发电系统中也有较多的分类方式，此次研究中重点分析的就是直驱式风力发电系统和双馈式风力发电系统。不管是哪一种发电方式，都属于可再生能源的关键组成，在风能的受重视程度逐渐提升的当今社会，需要积极的明确不同发电机的使用技巧，采取科学的方法对其加以维护，保证及时的规避故障问题，促使风机发电系统更加稳定的运行，满足国家对于风力发电能源的实际需要。纵观当前的研究工作，部分故障问题的判断还存在着不足，应该将故障的类型及时的明确，采取合理的补救措施，减少故障，避免其对于风力发电系统造成负面的影响，落实科学化的监控和管理为重。
三、风机发电系统中的变频器故障诊断的技术
（一）专家系统及虚拟仪器
借助于专家系统对变频器存在的故障问题加以概述，可以及时的将故障部位加以分离，同时判断其基本的故障种类，进一步概括故障发生的严重程度，确定好应该采取的应对举措【3】。系统主要是由框架网络、诊断算法等多个部分组合而成，这个系统能够确保专家系统及虚拟仪器技术相互融合到一起，由此更好的完成智能化的诊断，从而完成基本信息的共享，提升变频器的故障诊断效率和修复效率。
（二）神经网络
建立在神经网络之上的变频器故障诊断工作效率明显，其不需要对象的数学模型，若是故障的类型以及相应的信号存在的逻辑关系在描述的时候具有较大的难度，则应该及时的运用神经网络判断故障问题。变频器装置体现出高阶、非线性等特征，因此很难构建起相应的数学模型，若是采取传统的手段判断故障问题，无法保证其精准性，需要确定较为合理的途径。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆选择适宜的神经网络，借助于线性化的BP网络算法可以及时的通过MATLAB仿真确保方案的可行度。
（三）故障树
若是变频器发生的故障为多故障的时候，应该借助于故障树的故障诊断方案，这种方法主要是将变频器的基本故障列出来，然后分析出导致各种故障出现的根本原因，借助于较为适宜的逻辑门和故障相互联系到一起，从而构成一棵故障树。这种故障树对于直观的反应故障问题有着较大的帮助，在查询的时候，可以借助于逻辑推理诊断法以及最小割集诊断法将故障问题逐一的排除，保证更加清楚的反映出实际的故障难题。故障树对于诊断故障问题有着积极的影响，其灵活性较强，但是也有着限制的条件，主要以正确故障树的结构视为重要的前提，所以构建起科学合理的故障树是变频器故障实现科学诊断的核心所在【4】。
（四）信号处理
结合模糊理论和频谱分析的故障分析手段，将风机发电系统中存在的故障问题加以阐述，由此获取更为可靠的专业解决方案，保证相应的问题能够处理到位，促使风机发电系统更加稳定的运行。这种方法能够及时的将模糊理论和频谱分析适当的引入到电力电子电路故障诊断的过程中，针对于关键点反映出的电压信号及时的完成数据信息的采集，由此做好相应的频谱分析处理，获取更加真实的频谱特征，这样对于各个待检测的元件故障隶属度进一步明确，由此确定了相应的故障元件。在运用DSP这种故障诊断方法的时候，可以完成对整个电路装置的合理维护，同时又能确保其正常的工作，使其即便是存在着故障问题，也能保持着相对可靠地运行，针对于整流电压波形展开合理的判断与分析，定义出一种故障类型——“面积”，确定应该采取的改进对策，将相应的故障及时的处理并解决，依照基本的特征值展开相应的分析和定位，由此适当的归纳，运用DSP系统加以实现，确保相关的方案可行可靠。
（五）其他变频器
现阶段，关于风机发电系统中存在的故障问题加以诊断是一项重要的课题，能够运用到的方式方法较多。国内外众多的学者开始积极的运用多种手段将变频器的故障诊断技术确定下来，同时也在更为深入的研究中探索最适宜的方法。除了上述的诊断方法外，变频器本身还有一部分比如运用单片机构成的变频器故障诊断方案，还有在线故障诊断方式，类似于模式识别故障诊断法等，如果涉及到大规模的电子电路的子网络级故障诊断方案，可以选择比较科学的手段，使其具有针对性这一特征【5】。逆变电路失效能够让变频器故障出现，这是最为重要的原因，所以在对变频器本身的故障问题进行分析的时候，可以在逆变电路中展开深入的分析，也存在着部分专门的研究对整流部分的故障进行了较为深入的探讨。现阶段，变频器的故障诊断研究已经逐步的深入，但是还是存在着局限性，比如局限于内部的某些单元之中，若是变频器被视为一个系统，那么进行故障诊断的时候，就具备着较为长远的发展前途，体现出较强的实用性。
四、结语
通过本文的解读，明确了风机发电系统的相关故障诊断技巧，同时结合着变频器的具体运行情况，进一步概述了其易产生故障的原因，针对于不同的故障类型做出判断，依照实际的情况采取合理的解决对策，由此维护国家对可再生能源的保护模式。
参考文献：
[1]赵志刚，刘永吉.风机发电系统中变频器的故障诊断研究[J].科学技术创新，2018（36）：195-196.
[2]李森.风机发电系统中变频器的故障诊断研究[J].科技风，2013（18）：81.
[3]王靖. 华电包头电厂高压变频设备综合保护系统的研究及应用[D].华北电力大学，2012.
[4]郭俊杰. 变频技术在600MW机组主要辅机节能改造中的应用研究[D].华北电力大学，2012.
[5]郑文权. 大同发电公司凝结水泵节能改造项目技术经济评价[D].华北电力大学（北京），2009.
论文作者:代伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/22
标签：故障论文; 变频器论文; 故障诊断论文; 系统论文; 风机论文; 定子论文; 方案论文; 《电力设备》2019年第13期论文;