杨东
- 作品数：15 被引量：405H指数：12
- 供职机构：武汉大学电气工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国际科技合作与交流专项项目更多>>
- 相关领域：电气工程更多>>
- 大功率并网风电机组变流器状态监测技术综述被引量：42
- 2016年
- 风力发电系统在未来能源系统中占有重要地位,其安全可靠运行对于风电健康发展至关重要。现有的大功率并网风电机组中,几乎全部采用电力电子变流器,且其应用将覆盖更多的领域。由于风电机组复杂的运行环境和特殊的运行工况,其变流器的可靠性问题正成为业界关注的焦点。本文综述了风力发电应用中功率器件的老化失效机理,阐明了低频运行工况及风速随机波动对风电机组机侧变流器功率循环能力的影响,对比讨论了提高风电变流器可靠性和可用率的状态监测方法,并分析了其可能的发展趋势。
- 李辉刘盛权冉立李洋胡姚刚杨东
- 关键词：风力发电变流器可靠性
- 双馈风电变流器IGBT模块功率循环能力评估被引量：15
- 2015年
- 为准确评估不同风况下双馈风电机组变流器的可靠性水平,提出一种机侧变流器IGBT模块的功率循环能力评估方法,并研究了风速对功率循环能力的影响。基于器件失效模型,建立机侧变流器IGBT模块的平均失效时间(MTTF)计算模型。结合变流器实时运行参数,建立机侧变流器IGBT模块结温计算模型,并分析湍流风速对结温波动的影响,进而提出基于雨流算法提取随机结温波动信息。根据提取的随机结温波动信息,结合风速统计特性,提出机侧变流器IGBT模块功率循环能力评估模型。最后,以某1.5 MW双馈风电机组机侧变流器IGBT模块为例,分析年平均风速及湍流强度对其功率循环能力的影响。分析结果表明:该变流器IGBT模块的MTTF其随着年平均风速及湍流强度的增大而减小;相比传统评估模型,所建立的评估模型更准确。
- 李辉秦星刘盛权杨东杨超胡姚刚冉立唐显虎
- 关键词：双馈风电机组风电变流器IGBT结温
- 大功率并网风电机组状态监测与故障诊断研究综述被引量：67
- 2016年
- 状态监测与故障诊断技术是降低大功率并网风电机组的故障率和其运维费用的有效手段之一。对风电机组状态评估和故障预测进行综述。首先,在分析国内外风电机组故障统计情况的基础上,提出状态监测需要关注的风电机组关键部件;其次,综述风电机组整机综合状态评估和故障预测研究现状;然后,重点评述和分析风电机组关键部件的状态监测与故障诊断方法;最后,提出大功率并网风电机组状态监测与故障诊断的研究要点及趋势。
- 李辉胡姚刚李洋杨东梁媛媛欧阳海黎兰涌森
- 关键词：风电机组故障诊断故障预测风电
- 双馈风电场抑制系统次同步振荡分析及控制策略被引量：47
- 2015年
- 为挖掘大容量风电场参与系统次同步振荡的抑制能力,提出双馈风电场抑制系统次同步振荡的机理研究及其附加阻尼控制策略对比分析。首先,建立汽轮发电机轴系多质量块的数学模型,引入风场输出功率与汽轮发电机转速之间的传递函数,推导了双馈风电场有功功率和无功功率调节对系统阻尼系数的表达式,并分析提供正阻尼的范围。其次,基于汽轮发电机转速信号以及系统正阻尼条件,对比例积分微分相位补偿控制环节及其参数进行优化,分别研究基于双馈风电场有功功率或无功功率环的附加阻尼优化控制策略。最后,以含双馈风电场的IEEE第一标准测试系统为例,对基于有功功率和无功功率附加阻尼优化控制策略的次同步振荡效果进行比较。理论分析和时域仿真结果表明,推导的基于风电场有功功率和无功功率的阻尼系数表达式可有效分析双馈风电场对系统次同步振荡的作用机理,且基于风电场的有功功率或无功功率附加阻尼优化控制策略都能在全次同步频段内提供有效正阻尼。
- 李辉陈耀君赵斌杨超胡姚刚刘盛权杨东梁媛媛
- 关键词：双馈风电场次同步振荡附加阻尼控制相位补偿参数优化
- 基于EMD相关去噪的风电机组振动噪声抑制及特征频率提取被引量：12
- 2016年
- 针对风电机组振动信号同时受背景白噪声和短时干扰噪声的影响,使得早期微弱故障特征频率难以提取的问题,提出一种结合经验模态分解(EMD)、相关性分析和小波包变换(WPT)的振动信号噪声抑制及故障特征频率提取方法(EMD相关去噪-WPT)。该方法首先利用EMD分解振动信号得到能表征不同频率的固有模态函数(IMF),然后筛选表征故障特征频率的IMF,并重构得到故障特征信号;其次,利用自相关分析去除重构信号中噪声的影响;最后,结合小波包变换(WPT)提取去噪重构振动信号中的特征频率。为了验证所提方法的有效性,以实测和模拟的双馈风电机组轴承故障振动信号为例,对轴承振动信号分别利用小波包变换(WPT)、EMD相关去噪-WPT、小波硬阀值-WPT方法进行特征频率提取分析。通过不同特征频率提取方法比较表明,所提出的基于EMD相关去噪-WPT特征频率提取方法,能够更有效地抑制背景白噪声和短时干扰噪声的影响,提取出早期微弱故障特征。
- 李辉李洋杨东胡姚刚兰涌森梁媛媛
- 关键词：风电机组噪声抑制经验模态分解小波包变换
- 双馈风电场并网对汽轮发电机次同步振荡的影响被引量：22
- 2015年
- 考虑在风火打捆输电方式中大容量风电场并网可能会加剧汽轮发电机轴系扭振的风险,提出双馈风电场并网对汽轮发电机次同步振荡影响的研究。首先建立含风电场系统的小信号稳定分析数学模型,基于模态分析法研究风电场并网前后系统次同步振荡模式的变化,并利用数字仿真平台建立时域仿真,对模态分析结果进行验证。其次,借鉴参数灵敏度概念,研究系统次同步振荡阻尼比对风电场参数的灵敏度。最后,针对风电场在不同风速和不同无功功率的情况下,研究含风电场的电力系统次同步振荡模式的变化规律。结果表明,在保持外部条件一定情况下,双馈风电场并网会降低系统次同步振荡阻尼,且风电场有功功率和无功功率参数对其次同步振荡阻尼影响明显。
- 李辉陈耀君李洋刘盛权杨东梁媛媛兰涌森
- 关键词：双馈风电场汽轮发电机
- 风机电动变桨系统状态特征参量挖掘及异常识别被引量：26
- 2014年
- 为了提高风电机组电动变桨系统运行状态评估的准确性,提出电动变桨系统状态重要参量挖掘及其异常识别方法的研究。论文在阐述风电机组电动变桨系统的结构及控制原理和监测参数特点的基础上,基于特征参数选择的Relief方法,建立变桨系统特征参量挖掘的数学模型,获取了叶片桨距角、发电机转速及变桨电机驱动电流及其IGBT温度的特征参量,并对其故障状态的漏检率指标进行分析。提出基于多特征参量距离的变桨系统运行状态异常识别方法,建立基于风速输入的变桨系统特征参量的支持向量机回归模型,并对距离阈值进行探讨。最后,对实际变桨系统故障状态的异常识别进行实例验证。实验证明,建立的电动变桨系统状态特征参量挖掘模型的有效性,相比单参数绝对阈值评估方法,基于多特征参量距离的电动变桨系统异常识别方法更能及时、准确地识别其异常状态。
- 李辉杨超李学伟季海婷秦星陈耀君杨东唐显虎
- 关键词：风电机组特征参量
- 双馈风电场并网对汽轮发电机次同步振荡的影响
- 考虑在风火打捆输电方式中大容量风电场并网可能会加剧汽轮发电机轴系扭振的风险,提出双馈风电场并网对汽轮发电机次同步振荡影响的研究.首先结合汽轮发电机转子分段质量块模型、风力机传动链和双馈发电机动态模型及其控制策略,建立含风...
- 李辉陈耀君秦星季海婷刘盛权杨东
- 关键词：汽轮发电机次同步振荡模态分析双馈风电场
- 文献传递
- 考虑多热源耦合的风电变流器IGBT模块结温评估模型被引量：28
- 2016年
- 为了更准确地描述大功率风电机组变流器IGBT模块内并联芯片的结温,提出一种考虑多热源耦合影响的变流器功率模块结温评估改进模型。从实际2 MW双馈风电机组变流器IGBT模块内部结构和材料参数出发,利用有限元方法分析IGBT模块内多芯片的结温分布和稳态热耦合影响。引入等效耦合热阻抗概念,推导功率模块芯片间热阻抗关系矩阵,并建立考虑多芯片热源影响的IGBT模块改进热网络模型。以某H93-2MW双馈风电机组为例,对比分析了不同功率损耗下改进模型的芯片结温计算结果与有限元和常规热网络模型结果。结果表明了考虑多热源耦合影响的风电变流器功率模块内部芯片结温计算的必要性和有效性,且热耦合影响程度与不同的芯片间距密切相关,需重点关注非边缘位置芯片的热分布。
- 李辉刘盛权李洋杨东梁媛媛刘静
- 关键词：风电变流器双馈发电机IGBT
- 不同气压下两种缺陷的SF6负极性直流局部放电分解特性被引量：7
- 2018年
- 为了探究不同气压下自由金属微粒与金属突出物在引起负极性直流局部放电（PD）导致SF6特征组分的差异,在搭建SF6直流局部放电分解实验平台的基础上,开展了不同气压下SF6 PD分解特性实验研究,获取了SF6分解特征组分随压强的变化规律。研究表明：在2种缺陷下,SF6会发生分解生成SO2F2、SOF2、CO2、SO2 4种稳定的分解产物,金属突出物缺陷下各分解组分生成量浓度随着气压的增加而逐渐减少,并呈现不同的变化趋势。自由金属微粒缺陷下,SOF2、CO2和SO2随着气压的增加几乎不变,SO2F2随着气压的增加而快速减少。有效量浓度比值c（SO2F2）/c（SOF2＋SO2）随气压的增加逐渐减少,在对GIS进行故障诊断时,需要对气压造成的影响进行校正;c（CO2）/c（SO2F2＋SOF2＋SO2）随气压逐渐增加,并在0.3 MPa后达到稳定,对气压处于0.3～0.4 MPa的气体绝缘设备进行故障诊断时,可以不考虑气压对c（CO2）/c（SO2F2＋SOF2＋SO2）的影响。
- 唐念杨东周永言唐炬曾福平黎晓淀
- 关键词：SF6局部放电气压
