افزايش سرعت و دقت تشخيص عيب مدار باز مبدل پشت به پشت توربين بادي DFIG به منظور استفاده در كنترل تحمل پذير خطاي مدار باز سوئيچ IGBT

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

پايش وضعيت و عيب‌يابي توربين بادي، موجب افزايش قابليت اطمينان و در دسترس بودن آن مي‌شود. يكي از رايج‌ترين انواع توربين بادي، نوع DFIG با مبدل پشت به پشت است. نرخ عيب مدار باز سوئيچ IGBT مبدل، در مقايسه با نرخ كل خطا در توربين بادي قابل توجه است. مدار باز شدن IGBT مبدل توربين بادي، موجب نقصان در جريان خروجي مبدل و در نتيجه كاهش عملكرد توليد توان توربين بادي خواهد شد. به منظور كنترل تحمل‌پذير خطا در مبدل پشت به پشت نياز به روشي دقيق و سريع در تشخيص عيب مدار باز است. در اين مقاله عيب مدار باز گيت IGBT مبدل پشت به پشت توربين بادي مبتني بر DFIG، با استفاده از يك روش جديد با تمركز بر افزايش سرعت و دقت، آشكارسازي و مكان‌يابي مي‌شود. روش پيشنهادي ارزان قيمت بوده و براي آشكارسازي و تعيين مكان عيب، به سنسور و سخت‌افزار اضافه نياز ندارد. تشخيص عيب بر اساس استراتژي فيوژن در سطح ويژگي است. براي ارزيابي ساختار پيشنهادي از يك بستر شبيه‌سازي مبتني بر داده‌هاي واقعي توربين بادي 2/5 مگاوات شركت مپنا استفاده مي‌شود. شبيه‌سازي‌ها، موثر و مقاوم بودن روش پيشنهادي را در تشخيص عيوب تنها و چندگانه‌ي همزمان و غير همزمان، در يك ساق يا ساق‌هاي متفاوت مبدل سمت شبكه و سمت روتور نشان دادند. روش ارائه شده در مقايسه با ساير روش‌ها سريع و پياده‌سازي آن آسان است.

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.