[發明專利]一種基于BP神經網絡診斷靜止變頻器故障的方法

在審

• 申請號: 202010595473.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111812435A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 陳月營;張法;石祥建;王志;晏飛;肖海波;劉騰;張博;劉彥勇
• 申請（專利權）人: 國網新源控股有限公司回龍分公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/26;G01R31/27;G01R19/04;G06N3/04
• 代理公司: 暫無信息
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本發明公開了基于BP神經網絡技術診斷靜止變頻器故障類型的判斷方法。本發明對晶閘管故障類型做了詳細的分類。基于靜止變頻器的一般構造，本發明給出了靜止變頻器發生故障時的診斷步驟，建立BP神經網絡，對靜止變頻器的機橋和網橋中的晶閘管進行診斷，找出故障晶閘管。本發明提供了一種便捷的診斷靜止變頻器晶閘管故障方法，可以有效節約人力物力，維護以靜止變頻器為核心的機組的安全和穩定。

技術領域

本發明屬于電力電子器件故障診斷領域，運用BP神經網絡技術，根據靜止變頻器晶閘管故障時的全控整流橋和全控逆變橋的輸出電壓，診斷出故障的晶閘管。

背景技術

隨著電網容量的日益增大，抽水蓄能電站應用越來越多，其承擔調峰填谷、事故備用。抽水蓄能電站在發電狀態是與普通的水輪發電機組一樣，當其在抽水狀態時，發電機組工作在電動機狀態，其快速平穩的啟動，減少對電網的沖擊，在電站內設置一套公用的靜止變頻裝置是技術、經濟上最佳的處理辦法。

靜止變頻器的原理圖如圖1所示，靜止變頻器利用晶閘管換流裝置將工頻交流電轉換成頻率連續可調的變頻交流電，將該變頻電流輸出到同步電機定子繞組，形成定子旋轉磁場，同時在轉子上施加勵磁電流，形成轉子磁場，旋轉的定子磁場與轉子磁場相互作用，牽引轉子轉動，即可實現機組的啟動。

靜止變頻器中全控整流橋和全控逆變橋能否實現電流的整流和逆變是靜止變頻器能否正常工作的關鍵因素。靜止變頻器上任何一個晶閘管的損壞或者故障都會導致靜止變頻器的失效。晶閘管屬于易損壞器件，所以，能否及時找出故障的晶閘管是靜止變頻器工作效率的保障。

發明內容

本發明的目的是，提供一種基于BP神經網絡診斷靜止變頻器故障的方法，用于實時快速檢測靜止變頻器的故障狀態，診斷出故障的晶閘管進行替換修理，穩定靜止變頻器的工作效率，提高安全保障。

為了達成上述目的，本發明提出了一種基于BP神經網絡診斷靜止變頻器故障的方法，所述靜止變頻器包括全控整流橋、平波電抗器和全控逆變橋，所述全控整流橋的交流側作為靜止變頻器的三相輸入端，全控整流橋直流側的一端通過平波電抗器連接全控逆變橋直流側的一端，全控整流橋直流側的另一端直接連接全控逆變橋直流側的另一端；全控逆變橋的交流側連接電機；所述方法包括如下步驟：

步驟1：取所述全控整流橋觸發角為0時在全控整流橋中只有一只晶閘管損壞、全控整流橋同一橋臂的上下兩只晶閘管損壞、全控整流橋同一半橋的其中兩只晶閘管損壞及全控整流橋不同半橋的交叉兩只晶閘管損壞這四種情況下的所有故障可能作為網絡訓練樣本，取全控整流橋陰極和陽極的電位差的直流分量X₁、基波幅值X₂、二次諧波幅值X₃、三次諧波幅值X₄作為輸入值，對全控整流橋BP神經網絡進行訓練；得到輸出值和全控整流橋故障晶閘管的對應關系；

步驟2：取所述全控逆變橋觸發角為0時在全控逆變橋中只有一只晶閘管損壞、全控逆變橋同一橋臂的上下兩只晶閘管損壞、全控逆變橋同一半橋的其中兩只晶閘管損壞以及全控逆變橋不同半橋的交叉兩只晶閘管損壞這四種情況下的所有故障可能作為網絡訓練樣本，取全控逆變橋的輸入電壓幅值U₁、A相輸出電壓幅值U₂、B相輸出電壓幅值U₃、C相輸出電壓幅值U₄作為輸入值，對全控逆變橋BP神經網絡進行訓練；得到輸出值和全控逆變橋故障晶閘管的對應關系；

步驟3：實時檢測靜止變頻器全控整流橋和全控逆變橋輸出電壓，檢測到全控整流橋輸出電壓異常時進入步驟4，檢測到全控逆變橋輸出電壓異常時進入步驟5；

步驟4：提取全控整流橋陰極和陽極的電位差的直流分量X₁、基波幅值X₂、二次諧波幅值X₃、三次諧波幅值X₄輸入全控整流橋BP神經網絡得到對應的輸出，根據輸出值和全控整流橋故障晶閘管的對應關系定位故障晶閘管；