风力发电在未来能源结构中占有重要地位,其变流器状态监测技术对于提高风电机组运行可靠性,降低运行成木具有重要作用。针对目前风电机组变流器运行可靠性低的问题,从功率器件老化失效机制、疲劳寿命评估方法、风电机组特殊运行工况对变流器运行可靠性影响以及变流器状态监测方法等角度分析了风电变流器状态监测技术发展。分析表明:
1)风电机组变流器运行可靠性受一次能源波动影响大,可靠性低。功率模块结温均值、波动幅值以及不同材料热膨胀系数的不匹配是导致功率器件老化与失效的重要原因,建议采取基于非线性疲劳累积理论对其疲劳寿命进行评估。
2)无论是永磁直驭风电机组还是双馈风电机组,因长期处于低输出频率下运行,其机侧变流器的结温波动要比网侧更为剧烈,且风电变流器功率模块的平均失效时间还会随风速波动增加而降低。
3)风电机组运行工况对其变流器运行可靠性有重要影响,相比于数据驭动方法,基于失效机理分析并结合寿命模型和趋势预测方法将是风电变流器状态监测技术的发展趋势,且有必要考虑其状态特征量随运行工况和老化程度变化的影响。2100433B