小波包分析与神经网络在风电机组变频器故障诊断中应用

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1、第33卷第2期2012年4月电力与能源155墨墨墨小波包分析和神经网络在风电机组变频器故障诊断中的应用戴毅，胡立锦，张新燕(1．中节能风力发电(新疆)新疆有限公司，乌鲁木齐830002；2．新疆大学电气工程学院，乌鲁木齐830047)摘要：由非线性电力电子装置组成的风力机变频器一旦发生故障，其故障特征信息不容易被提取和识别。为此，提出了一种基于小波包分析和Elman神经网络的电力电子装置故障诊断的方法，先运用小波包分析法提取电力电子装置电路在不同故障状态下电压及电流信号的特征信息，然后对数据进行归一化

2、处理并作为Elman神经网络的输入，由具有智能学习功能的神经元故障分类器完成故障识别和定位。以典型的风力机交一直一交变频器为例，在Matlab软件下建立电路模型对一次侧故障进行仿真实验，结果表明采用该方法可以快速、准确地完成故障诊断。关键词：风力机变频器；故障诊断；小波包；Elman神经网络基金项目：国家自然科学基金资助项目(50767003，50867004)中图分类号：TM614文献标志码：A文章编号：2095—1256(2012)02—0155—04ResearchonFaultDiagnosi

3、sMethodofWindTurbineFrequencyConverterDaiYi，H“Lijin。ZhangXinyan(1。ZhongjienengWindPowerGenerationCompanyofXiniiang，Urumqi，830002，China；2．XinjiangUniversity。Urumqi830002。China)Abstract：It’Shardtoextractandidentifyeffectivefaultfeature，whenthefaultofwindt

4、urbinefrequencycon—vertercomposedofnonlinearpowerelectronicdevicehappened．AmethodbasedonwaveletpacketanalyzingandElmanneuralnetworkwasproposedtOfaultdiagnoseofpowerelectronicdevice．Firstly，thesignalfeatureofdifferentstatesaboutvoltageandcurrentofpowerel

5、ectronicdevicewasextractedbyusingthewaveletpacketanalysis．ThenthedatawasnormalizedandbeinginporttedtheElmanneuralnetwork，theneuralnet—workclassifierwillidentifyanddiagnosedifferentfaults．TakingthetypicalwindturbineAC—DC—ACfrequencyconverterasanexample，c

6、ompletedthecircuitmodelunderMatlabandputupemulationexperiment．Theresultofemulationshowsthatthemethodcandealwiththefaultdiagnosisrapidlyandaccurately．Keywords：windturbinefrequencyconverterfaultdiagnosis；waveletpacket；elmanneuralnetwork现代大型风力发电机组大多采用变频器，如

7、改进和研究的地方，故障诊断要实现智能化也比交一直一交双向功率逆变器、全功率因数变流器较困难。等，但是风力机的变频器比较容易发生故障而且为了改进故障诊断的效果，本文将采用小波故障部位往往很隐蔽，给风力发电机组的日常运包分析法对故障特征信号进行小波包分解，再重行和维护带来很大困难。近几年来电力电子智能构深度分解的局部信息，将重构信号中含有丰富故障诊断的技术，如基于信号处理的傅里叶分析的细节信息进行归一化处理后作为Elman神经法、沃尔什分析法、基于故障树分析法等_】逐步完网的输入样本，供神经网络在充分学习

8、不同情况善，但是由于电力电子装置具有非线性，采用这些的输入样本，获得故障识别和定位的能力，最后在方法建立的数学模型往往比较复杂而且可移植性Matlab下建立典型风力机逆变器模型，运用所提差，在故障有效信息提取、类型识别以及专门针对出的方法对逆变器一次侧电路进行故障诊断分风力机变频器故障诊断方面，仍然存在很多值得析，验证该方法的效果。156戴毅，等：小波包分析和神经网络在风电机组变频器故障诊断中的应用1小波包和Elman神经网小波包P，()一2。P(2一，