[發明專利]基于混合核支持張量機的MMC子模塊開路故障檢測方法

有效

• 申請號: 201810765510.6
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108872772B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 劉振興;李翠;張永;趙敏;李曉卉;張雄希
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

1.一種基于混合核支持張量機的MMC子模塊開路故障檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采集已知模塊化多電平換流器運行狀態下交流側的每一相電流i_j，j＝(a,b,c)以及每一相的環流i_diffj，j＝(a,b,c)，其中，所述運行狀態包括正常運行以及子模塊開路故障；

步驟2，對i_j和i_diffj進行處理得到電流信號m_j和環流信號m_diffj；

步驟3，對每一相的m_j都進行包絡均值分解，得到每相的包絡均值信號e_j；

步驟4，選取三相中某一相在正常運行狀態下以及子模塊開路故障狀態下的m_j、m_diffj、e_j作為訓練集輸入混合核支持張量機進行訓練；

步驟5，隨機設置所述已知模塊化多電平換流器中橋臂子模塊開路故障并采集獲取相應的電流i_j'和環流i_diffj'，重復步驟1至步驟3對i_j'和i_diffj'進行處理，獲取相應的電流信號m_j'、環流信號m_diffj'以及包絡均值信e_j'，將m_j'、m_diffj'、e_j'作為測試集輸入混合核支持張量機；

步驟6，采用徑向基核函數與多項式核函數相結合的混合核函數建立混合核支持張量機模型；

步驟7，采用步驟6所得的混合核支持張量機模型，根據決策輸出值f_out來判斷待檢測模塊化多電平換流器是否發生子模塊開路故障，并定位到故障橋臂。

2.根據權利要求1所述的基于混合核支持張量機的MMC子模塊開路故障檢測方法，其特征在于：

其中，步驟6中，建立所述混合核支持張量機模型具體包括如下步驟：

步驟6-1，載入張量數據：

將步驟4的所述訓練集以及步驟5的所述測試集作為支持張量機的張量數據輸入；

步驟6-2，設置支持張量機的混合核函數：

將徑向基核函數與多項式核函數的凸組合形式作為混合核函數，公式如下：

式中，K(A,B)為混合核函數，K_poly(A,B)為多項式核函數，K_rbf(A,B)為徑向基核函數，m為多項式核函數的階數，h是徑向基核的核寬度，x(i)為訓練樣本數據，x(j)為為核函數的中心；

步驟6-3，初始化所述混合核函數的參數，該參數包括：所述多項式核函數的階數m，所述徑向基核的核寬度h，支持張量機的懲罰系數C，松弛變量ζ，權重系數θ；

步驟6-4，采用網格搜索結合交叉驗證法來選擇最優參數，獲得最優支持張量機模型；

步驟6-5，采用量子遺傳算法獲得優化混合核函數的最優組合系數，從而建立所述混合核支持張量機模型。

3.根據權利要求1所述的基于混合核支持張量機的MMC子模塊開路故障檢測方法，其特征在于：

其中，所述訓練集經過所述混合核支持張量機訓練獲得決策函數，

所述測試集通過所述混合核支持張量機的所述決策函數的輸出值定位出所述已知模塊化多電平換流器中的故障橋臂。

4.根據權利要求1所述的基于混合核支持張量機的MMC子模塊開路故障檢測方法，其特征在于：

其中，步驟1中，環流i_diffj通過以下過程獲取：

采集所述已知模塊化多電平換流器的每一相上橋臂電流i_pj，j＝(a,b,c)以及每一相下橋臂的電流i_nj，j＝(a,b,c)，

按照以下公式計算同時流經第j相上橋臂與下橋臂的電流i_diffj：

i_diffj＝(i_pj+i_nj)/2，j＝(a,b,c)

電流i_diffj即為第j相的環流。