[發明專利]基于BP神經網絡的高壓電容在線監測方法和裝置

在審

• 申請號: 202110962710.2
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113702780A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 張世洪;雷鳴東;尤鴻芃;余榮興;李強;張義;郭純海;杜愛平;陳超泉;邱毅楠;李子由;周威振;鄧集瀚
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司大理局
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G06N3/08
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 聶榕

本申請涉及一種基于BP神經網絡的高壓電容器在線監測方法、裝置、計算機設備和存儲介質。所述方法包括：通過根據H橋高壓電容器中對稱位置處相同數量的電容器單元同時發生擊穿時的電壓/電流工頻幅值和相位確定的對稱故障數據；以及H橋高壓電容器中任意位置處電容器單元發生擊穿時的電壓/電流工頻幅值和相位確定的不對稱故障數據對構建的BP神經網絡進行訓練，得到用于定位電容器發生故障的位置信息的BP神經網絡。采用本方法能夠減小電容器測量工作量，提高檢修效率。

技術領域

本申請涉及電力系統技術領域，特別是涉及一種基于BP神經網絡的高壓電容在線監測方法和裝置。

背景技術

交流濾波器是換流站的一個重要組成部分，可以補償換流器消耗的無功功率，同時濾除換流過程中產生的諧波以減小對交流系統的影響。交流濾波器根據調諧濾波特性可分為多種類型，但高壓電容器是重要的組成單元，其穩定可靠運行直接影響直流輸電系統的安全。高壓電容器不平衡保護是交流濾波器的重要保護之一，該保護可以在交流濾波器的電容器單元發生損壞后，快速切除故障，避免因濾波器的電容器單元損壞導致電容器雪崩故障。

在高壓直流輸電系統中，高壓濾波電容器通常使用H橋保護。正常情況下，電橋平衡，電橋的不平衡電流會很小。當任意一個橋臂發生元件擊穿時，由于電容量減小，不平衡電流出現相應的變化，以此作為不平衡保護的采樣信號。電網中每年都會發生多起交流濾波器不平衡保護跳閘的現象，一旦發生跳閘，不平衡保護只能判別出故障電容器的具體位置，需要對H橋中每一臺電容器單元逐臺測量電容量，再與歷史數據對比確定故障電容器。由于整組電容器單元數量一般在一百只以上，檢查和維護效率不高，從故障發生到恢復正常需要10小時以上。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠提高高壓電容器的檢修效率的基于BP神經網絡的高壓電容在線監測方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

一種基于BP神經網絡的高壓電容器在線監測方法，所述方法包括：

確定高壓直流輸電系統的母線電壓的電壓波動范圍；

基于所述電壓波動范圍，確定各指定位置處H橋高壓電容器發生元件擊穿時的對稱故障數據和不對稱故障數據，構建訓練數據集；所述對稱故障數據包括H橋高壓電容器中對稱位置處相同數量的電容器單元同時發生擊穿時的電壓/電流工頻幅值和相位；所述不對稱故障數據包括H橋高壓電容器中任意位置處電容器單元發生擊穿時的電壓/電流工頻幅值和相位；

根據所述訓練數據集對構建的BP神經網絡進行訓練，直到滿足預設訓練條件時，得到訓練好的BP神經網絡；所述BP神經網絡用于定位電容器發生故障的位置信息。

在其中一個實施例中，所述基于所述電壓波動范圍，確定各指定位置處H橋高壓電容器發生元件擊穿時的對稱故障數據，包括：

基于所述電壓波動范圍，對所述H橋高壓電容器中任意位置處電容器單元進行擊穿處理，確定發生擊穿的第一位置信息，以及母線電壓的電壓工頻幅值和相位、不平衡電流的電流工頻幅值和相位；以及

通過電流互感器確定H橋高壓電容器中目標橋臂的電流工頻幅值和相位，得到不對稱故障數據。

在其中一個實施例中，所述基于所述電壓波動范圍，確定各指定位置處H橋高壓電容器發生元件擊穿時的不對稱故障數據，包括：

基于所述電壓波動范圍，對所述H橋高壓電容器中對稱位置處相同數量的電容器單元同時進行擊穿處理，確定發生擊穿的第二位置信息，以及得到母線電壓的電壓工頻幅值和相位、不平衡電流的電流工頻幅值和相位；以及

通過電流互感器確定H橋高壓電容器中目標橋臂的電流工頻幅值和相位，得到對稱故障數據。

在其中一個實施例中，所述目標橋臂為所述H橋高壓電容器任意低壓橋臂。