[發明專利]全功率變流器的故障診斷方法和平臺

有效

• 申請號: 202010401975.0
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111695289B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（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

本發明公開了一種全功率變流器的故障診斷方法和平臺，該平臺進行診斷的步驟為：首先，通過RTDS實時仿真裝置獲得全功率變流器在各種故障條件下的離線樣本數據，再對獲得的離線樣本數據進行處理，基于神經網絡利用處理后的數據構建全功率變流器故障診斷模型；具體再將實時采集的全功率變流器的實際運行數據，基于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；本發明可以形成故障樣本數據庫并建立故障診斷模型，能快速準確的對故障進行定位與診斷；同時，故障樣本數據庫可以根據實時數據進行更新，重新優化故障診斷模型，具有自我完善升級的功能。

技術領域

本發明涉及變流器的故障診斷方法和裝置，更具體地講，涉及一種全功率變流器故障診斷方法和平臺。

背景技術

全功率變流器抽水蓄能機組具有快速的有功、無功功率調節能力，對于調節電網頻率、平衡大規模可再生能源發電引起的頻率波動、改善電力系統穩定性具有重要意義。

全功率變流器作為與電網的關鍵連接部件，直接影響著整個抽水蓄能機組的性能和可靠性。全功率變流器的核心元件是大功率電力電子功率器件，如IGCT(IntegratedGate?Commutated?Thyristors，集成門極換流晶閘管)、IGBT(Insulated?Gate?BipolarTransistor，絕緣柵雙極型晶體管)等，但是其可靠性問題一直沒有得到有效解決，難免會發生故障。一旦全功率變流器發生故障，整個機組將被迫停運。因此針對全功率變流器故障診斷技術的研究顯得尤為迫切和重要。

由于全功率變流器電力電子功率器件數量眾多，故障原因多樣，一旦發生故障，則僅僅依靠傳統機理模型或者經驗進行排查和診斷，目前位置都難以實現故障的快速定位與診斷。同時，實際故障的產生具有不確定性，難以快速形成豐富的故障樣本數據庫從而建立較為精確的診斷模型。

因此需要建立一種故障樣本快速生成與故障在線診斷平臺，對全功率變流器故障進行快速有效的監測和診斷。

發明內容

本發明的目的是提供一種全功率變流器的故障診斷方法和平臺，通過該平臺，采集離線樣本數據可以形成故障樣本數據庫并建立故障診斷模型，然后對全功率變流器的實際運行數據能快速定位和診斷相應的故障。

本發明的技術方案如下：

全功率變流器的故障診斷方法，其特征在于步驟包括如下：

首先，采集全功率變流器在各種故障條件下的離線樣本數據(X,Y)；

其次，對獲得的離線樣本數據(X,Y)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；

最后，實時采集全功率變流器的實際運行數據，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。

所述離線樣本數據(X,Y)中的X＝[x₁,x₂,···,x₅]可以是故障特征數據，分別對應于全功率變流器的直流母線電流直流分量I_dc0、三相輸入電流正序分量I_ip和負序分量I_in、三相輸出電流正序分量I_op和負序分量I_on，Y＝[y₁,y₂,···,y₄]可以是故障類型編碼，對應全功率變流器的各種故障模式。

對離線樣本數據(X,Y)進行處理的步驟包括：對離線樣本數據(X,Y)進行歸一化處理。所述歸一化處理的計算公式為：x'＝2(x-x_min)/(x_max-x_min)-1；其中,x和x'分別為處理前、后的數據值，x_max和x_min分別為樣本數據的最大值與最小值。