افزایش سرعت و دقت تشخیص عیب مدار باز مبدل پشت به پشت توربین بادی DFIG به منظور استفاده در کنترل تحمل پذیر خطای مدار باز سوئیچ IGBT

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایئ

2 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی - دانشجوی دکترا

چکیده

پایش وضعیت و عیب‌یابی توربین بادی، موجب افزایش قابلیت اطمینان و در دسترس بودن آن می‌شود. یکی از رایج‌ترین انواع توربین بادی، نوع DFIG با مبدل پشت به پشت است. نرخ عیب مدار باز سوئیچ IGBT مبدل، در مقایسه با نرخ کل خطا در توربین بادی قابل توجه است. مدار باز شدن IGBT مبدل توربین بادی، موجب نقصان در جریان خروجی مبدل و در نتیجه کاهش عملکرد تولید توان توربین بادی خواهد شد. به منظور کنترل تحمل‌پذیر خطا در مبدل پشت به پشت نیاز به روشی دقیق و سریع در تشخیص عیب مدار باز است. در این مقاله عیب مدار باز گیت IGBT مبدل پشت به پشت توربین بادی مبتنی بر DFIG، با استفاده از یک روش جدید با تمرکز بر افزایش سرعت و دقت، آشکارسازی و مکان‌یابی می‌شود. روش پیشنهادی ارزان قیمت بوده و برای آشکارسازی و تعیین مکان عیب، به سنسور و سخت‌افزار اضافه نیاز ندارد. تشخیص عیب بر اساس استراتژی فیوژن در سطح ویژگی است. برای ارزیابی ساختار پیشنهادی از یک بستر شبیه‌سازی مبتنی بر داده‌های واقعی توربین بادی 5/2 مگاوات شرکت مپنا استفاده می‌شود. شبیه‌سازی‌ها، موثر و مقاوم بودن روش پیشنهادی را در تشخیص عیوب تنها و چندگانه‌ی همزمان و غیر همزمان، در یک ساق یا ساق‌های متفاوت مبدل سمت شبکه و سمت روتور نشان دادند. روش ارائه شده در مقایسه با سایر روش‌ها سریع و پیاده‌سازی آن آسان است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Increase the Speed and Accuracy of Open Circuit Fault Detection of DFIG Wind Turbine Converter for Use in Fault-Tolerant Control of IGBT Switch Open-Circuit

نویسندگان [English]

  • محمد حسین رفان 1
  • Mehrnoosh Kamarzarrin 2
2 Shahid Rajaee Teacher Training University
چکیده [English]

Condition Monitoring (CM) and Fault Detection of wind turbines will increase the reliability and availability of the turbine. One of the most common types of wind turbines is the DFIG type with a back-to-back converter. The IGBT open-circuit fault rate of the converter is significant compared to the total fault rate in the wind turbine. The IGBT open-circuit fault of the wind turbine converter will cause a defect in the current output of the converter, resulting in reduced wind turbine output performance. In order to fault-tolerant control in back-to-back converters, an accurate and fast method of open-circuit fault detection is required. In this paper, the IGBT open-circuit fault for DFIG wind turbine back-to-back converter using a new method detected and isolated focusing on increasing speed and accuracy. The proposed method is Low cost and it does not require extra sensors and hardware to detection and isolation of the fault. The fault diagnostic method is based on Feature-Level fusion. To evaluate the proposed structure, a simulation setup based on real data of a 2.5 MW turbine is used. Simulations result showed the effectiveness and robustness of the proposed method in the detection of single and multiple simultaneous and non-simultaneous faults in a different LEG or single LEG of the grid side and rotor side converter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Open-Circuit
  • IGBT
  • Back to Back Converter
  • DFIG
  • Fusion