تشخیص عیب و کنترل تحمل پذیر خطاd مدار باز سوئیچ مبدل پشت به پشت ژنراتور dfig بر اساس روش جدید ساق مشترک svm با کاربرد توربین بادی

پایش وضعیت، عیب یابی و کنترل تحمل پذیر خطای توربین بادی موجب افزایش قابلیت اطمینان و در دسترس بودن توربین می شود. نرخ عیب مدار باز سوئیچ igbt مبدل در مقایسه با نرخ کل عیوب در توربین بادی قابل توجه است. در این مقاله به کنترل تحمل پذیر خطای مدار باز igbt در مبدل های پشت به پشت ژنراتور dfig پرداخته شده است. در ساختار پیشنهادی ابتدا تشخیص عیب سوئیچ مبدل با استفاده از یک روش سریع و عددی انجام می شود و سپس کنترل تحمل پذیر خطا به منظور جبران سازی نقصان پیش آمده فعال می شود، در این روش ساق معیوب با باز شدن گیت هر دو igbt در یک ساق توسط کنترل کننده، کنار رفته و یکی از ساق ها به عنوان ساق مشترک بین دو مبدل سمت شبکه و سمت روتور قرار می گیرد. ساختار پیشنهادی ارزان قیمت است و کنترل تحمل پذیر خطا در آن با حداقل سخت افزار اضافه عمل می کند. برای ارزیابی ساختار پیشنهادی از یک شبیه ساز نرم افزاری توربین 2.5 مگاوات بر اساس داده واقعی، استفاده شده است. شبیه سازی ها نشان داد که روش پیشنهادی در تشخیص عیوب، موثر و مقاوم است و به خوبی توانسته است جبران سازی خطای سوئیچ را برای ساختن جریان های سه فاز خروجی انجام دهد، مقایسه شاخص های عددی، توانایی روش پیشنهادی را مشخص کرده است.

Fault Diagnostic and Fault Tolerant Control of DFIG Back to Back Converter

One of the most common types of wind turbines (WTs) is the DoublyFed Induction Generator (DFIG) with a backtoback converter. The power converter with an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) switch is essential equipment for power regulation and grid connection in WTs. The converter IGBT opencircuit causes a drawback in output current and as a result, the production performance of the turbine is reduced. Condition Monitoring (CM), Fault Diagnostic (FD), and FaultTolerant Control (FTC) of a WT increase the reliability and availability of the turbine and are typical methods to reduce energy production costs and WT downtime. The IGBT switch rsquo;s opencircuit failure rate is significant compared to the overall fault rate in WTs. This paper discusses IGBT opencircuit FTC in backtoback DFIG converters. In the proposed structure, the converter switch fault is first diagnosed using a fast and numerical method. In the first part, a method based on normalized phase currents, the absolute of the phase currents, and an adaptive threshold is used. The FTC system can be divided into two classes of redundancy and nonredundancy or into active and inactive classes. In this article, the proposed method is active and nonredundancy. In the second step, the FTC process is activated to compensate for the system degradation. In this method, the faulty leg is removed with the gate opening of both IGBTs in one leg by the controller, and one of the legs is positioned as a common leg between the two grid side and rotor side converters. The conventional method in this structure is to use Pulse Width Modulation (PWM) with a zero sequence signal. The novelty of the paper is the use of the proposed SVM vector control. The proposed structure is inexpensive. Furthermore, the fault diagnostic structure operates without additional sensors and the FTC structure operates with minimal hardware. To evaluate the proposed structure, a 2.5 MW turbine software simulator based on real data is used. The simulations show that the proposed method is effective and robust in FD and FTC and that the proposed method is successful in detecting multiple defects of the gridside and rotorside converters, as well as the defects of one leg. The proposed method can compensate for the open switch fault to construct threephase output currents by comparing the numerical parameters. The ability of the proposed method is specified.