[发明专利]一种风力发电机电能质量及健康状态综合监控方法

权利要求书

1.一种风力发电机电能质量及健康状态综合监控方法，其特征在于，

获取风电场每台风力发电机输出的三相电流信号；

分析所述输出的三相电流信号，快速获取所述三相电流信号的二维正交分量、频移信息、频闪信息、总的谐波失真信息及相位不平衡信息；

根据所述二维正交分量、所述频移信息、所述频闪信息、所述总的谐波失真信息及所述相位不平衡信息，构造既能够对风力发电机电能质量进行评估，又能够对风力发电机组传动链的结构健康状态进行预测的在线综合监控特征。

2.根据权利要求1所述的风力发电机电能质量及健康状态综合监控方法，其特征在于，所述二维正交分量的快速提取方法满足如下公式：

其中，所述Ψ(t)取值为：

所述I(t)取值为：

其中，所述I₁(t)，I₂(t)和I₃(t)分别表征从风力发电机输出的三相电流信号；

所述Γ(t)表达式为：

其中，所述所述ω表示所述三相电流信号的实际输出频率；所述ω′表示所述三相电流信号的标准输出频率；

相应地，所述电流信号矩阵I(t)的表达式为：

相应地，所述二维正交分量中的I_d(t)分量的表达式为：

所述二维正交分量中的I_q(t)分量的表达式为：

所述I₀(t)＝0，将二维正交分量进行组合，其复数组合形式Y(t)的表达式为：

Y(t)＝I_d(t)+i×I_q(t)

所述复数组合的模为：

3.根据权利要求2所述的风力发电机电能质量及健康状态综合监控方法，其特征在于，所述频移信息满足如下公式：

其中，所述ω_shift为所述频移信息，所述为时间段T中ω_k的平均值；

所述ω_k的表达式为：

其中，所述δ_k为所述最大间隙时长，所述最大间隙时长为所述输出信号穿过零点的间隙时长中大于时间阈值的间隙时长；

所述间隙时长的表达式为：

△t_k＝t_k+1-t_k,k＝1,2,…,N(K≤N)。

4.根据权利要求3所述的风力发电机电能质量及健康状态综合监控方法，其特征在于，所述频闪信息满足如下公式：

当ω＝ω′时，获取电压封装信号V_d(t)，通过LE响应滤波器获得第一输出信号V(t)，通过EB响应滤波器获得第二输出信号△V_8.8Hz(t)，根据所述V(t)和所述△V_8.8Hz(t)获得频闪预估值I_FL(t)；

在固定时长内统计所述频闪预估值I_FL(t)获得所述频闪信息P_st。

5.根据权利要求3所述的风力发电机电能质量及健康状态综合监控方法，其特征在于，所述总的谐波失真信息满足如下公式：

所述THD为所述总的谐波失真信息，所述I_harmonics(t)为所述风力发电机输出电流信号中的次谐波及高次谐波成分，所述I_fundamental(t)为风力发电机输出电流信号中的基频成分。

6.根据权利要求3所述的风力发电机电能质量及健康状态综合监控方法，其特征在于，所述相位不平衡信息满足如下公式：

所述N表示所述离散信号所包含的数据量。