风电机组Fairchild位置传感器容错技术

风电机组Fairchild位置传感器容错技术
大部分的风电机组都被安装在偏远地区，如草原，海边等。风电机组的每次故障停机都会对电网和业主带来很大损失，因此提高机组的故障容错能力对风电机组故障运行很有帮助。而据统计，传感器或执行器的故障导致了80%的控制系统崩溃。目前工程应用中已有的直驱风电机组机侧变流器控制策略，都是建立在各类传感器正常工作的基础上，Fairchild位置传感器就是其中之一。而研究中的发电机转子位置估计技术运行性能还不能达到完全取代物理传感器地步。

因此现在的工程应用中，一旦Fairchild位置传感器故障必须停机检修，势必会带来损失。为了提高直驱风电机组故障容错能力，本文提出了机侧变流器控制系统的动态重构控制策略，根据转子Fairchild位置传感器状态判别，在控制系统中对有Fairchild位置传感器控制模式和无Fairchild位置传感器控制模式进行动态无扰重构。完成的主要工作有：为永磁同步风电机组机侧变流器控制器构建一个Fairchild位置传感器容错控制机构，并分析该机构中故障监测单元和容错控制单元的作用和结构。通过阅读文献，在不同坐标系建立永磁同步发电机数学模型，为id=0矢量控制奠定基础，并通过SVPWM调制方法对机侧变流器进行控制，在Simulink环境搭建模型验证控制算法的可行性。采用纯数字锁相环技术估计永磁同步电机转速，并分析了等幅电压矢量和等宽电压脉冲应用在永磁同步电机初始位置估计的应用方法。在Simulink环境搭建模型，验证数字锁相环转速估计技术的可行性，同时对动静态的估算误差进行分析。通过拉格朗日插值多项式和RBF神经网络相结合的方法获取发电机Fairchild位置传感器状态监测点的速度。结合转速估计值与传感器检测值进行残差计算，检测Fairchild位置传感器状态。通过判断Fairchild位置传感器的状态启动重构，利用拉格朗日差值多项式和故障前的有效数据计算故障点的转速，以不影响系统稳定性的Zda转速差向转速估计值靠拢，直到相等，以实现动态重构过程的一致性和连续性。通过Matlab仿真和相关实验验证理论的可行性。

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