[發(fā)明專利]全功率變流器的故障診斷方法和平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010401975.0
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111695289B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 楊嘉偉;唐健;丁理杰;王多平;田軍;陳剛;滕予非;鄧曉峰;何文輝;王亮
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司;國網四川省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F18/214
• 分類號: G06F18/214;G06N3/0499;G06N3/048;G06N3/084;G01R31/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蔣斯琪

1.全功率變流器的故障診斷方法，其特征在于包括如下步驟：

首先，采集全功率變流器在各種故障條件下的離線樣本數(shù)據(jù)；

其次，對獲得的離線樣本數(shù)據(jù)進行處理，然后基于神經網絡構建全功率變流器故障診斷模型；所述離線樣本數(shù)據(jù)中的是故障特征數(shù)據(jù)，分別對應于全功率變流器的直流母線電流直流分量、三相輸入電流正序分量和負序分量、三相輸出電流正序分量和負序分量，?是故障類型編碼，對應全功率變流器的各種故障模式；

最后，實時采集全功率變流器的實際運行數(shù)據(jù)，基于構建得到的全功率變流器故障診斷模型進行比對診斷，在線確定全功率變流器的故障模式。

2.根據(jù)權利要求1所述全功率變流器的故障診斷方法，其特征在于：對離線樣本數(shù)據(jù)進行歸一化處理，所述歸一化處理的計算公式為：；

其中，和分別為處理前、后的數(shù)據(jù)值，和分別為樣本數(shù)據(jù)的最大值與最小值。

3.根據(jù)權利要求1或2所述全功率變流器的故障診斷方法，其特征在于：所述構建全功率變流器故障診斷模型，具體是將歸一化處理后的數(shù)據(jù)作為神經網絡計算模型的訓練集，持續(xù)迭代計算并動態(tài)調整神經元之間的權值以及神經元的閾值，得到最優(yōu)的神經網絡權值與閾值，以構建全功率變流器故障診斷模型。

4.根據(jù)權利要求3所述全功率變流器的故障診斷方法，其特征在于，所述神經網絡包括：

輸入層，具有五個神經元，分別對應于五個故障特征數(shù)據(jù)；

隱藏層，具有十二個神經元，激活函數(shù)為正切型函數(shù)，表達式為；

輸出層，具有四個神經元，對應故障編碼，激活函數(shù)為線性函數(shù)，表達式為。

5.根據(jù)權利要求1所述全功率變流器的故障診斷方法，其特征在于，所述在線確定全功率變流器的故障模式的具體步驟為：

實時采集實際運行的全功率變流器的實際電流值；

對采集到的實際電流值進行數(shù)據(jù)處理，得到實時數(shù)據(jù)；

將得到的實時數(shù)據(jù)中的電流值數(shù)據(jù)輸入全功率變流器故障診斷模型，確定全功率變流器對應的故障模式。

6.根據(jù)權利要求5所述全功率變流器的故障診斷方法，其特征在于：對采集到的實際電流值進行數(shù)據(jù)處理，是指將實際電流值進行FFT計算及坐標變換得到實施特征數(shù)據(jù)，再將實時特征數(shù)據(jù)進行歸一化。

7.根據(jù)權利要求5所述全功率變流器的故障診斷方法，其特征在于還包括：對診斷模型進行優(yōu)化，即將離線樣本數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)進行融合，重新訓練神經網絡，從而在線優(yōu)化神經網絡權值與閾值。

8.全功率變流器的故障診斷平臺，其特征在于包括：

一RTDS實時仿真裝置，與全功率變流器實際控制器連接，用于采集全功率變流器在各種故障條件下的離線樣本數(shù)據(jù)；離線樣本數(shù)據(jù)中的為故障特征數(shù)據(jù)，分別對應全功率變流器的直流母線電流直流分量、三相輸入電流正序分量和負序分量、三相輸出電流正序分量和負序分量，?為故障類型編碼，對應全功率變流器的各種故障模式；

一全功率變流器的故障診斷裝置，接收RTDS實時仿真裝置采集的數(shù)據(jù)，構建全功率變流器的故障診斷模型，并用于將實際運行數(shù)據(jù)與所述故障診斷模型進行比對診斷，確定全功率變流器的故障；

所述故障診斷裝置包括，

一存儲器，被配置為：存儲基于RTDS實時仿真裝置獲得的全功率變流器在各種故障條件下的離線樣本數(shù)據(jù)；

一處理器，被配置為：對獲得的離線樣本數(shù)據(jù)進行處理，基于神經網絡構建全功率變流器故障診斷模型，實時采集全功率變流器的實際運行數(shù)據(jù)，基于全功率變流器故障診斷模型，在線確定全功率變流器的故障模式。

9.根據(jù)權利要求8所述的全功率變流器的故障診斷平臺，其特征在于：所述處理器被配置為對離線樣本數(shù)據(jù)進行歸一化處理，歸一化處理的計算公式為：

，

其中，和分別為處理前、后的數(shù)據(jù)值，和分別為樣本數(shù)據(jù)的最大值與最小值。