[發明專利]一種電動自行車充電安全隱患的在線模擬方法和系統

在審

• 申請號: 202211545263.1
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN116050244A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 郭敏;吳寧;肖靜;韓帥;陳衛東;郭小璇;盧健斌;阮詩雅;龔文蘭;吳曉銳;姚知洋
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06Q50/06;G06F113/04;G06F119/10;G06F119/12
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 裴康明

1.一種電動自行車充電安全隱患的在線模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：用于構建電動自行車充電系統仿真模型的充電電氣隱患模擬模塊；用于對充電電氣隱患模擬模塊進行參數擬合和參數整定的參數擬合及整定模塊；用于對電動自行車充電電氣安全隱患在線模擬的充電隱患全過程模擬輸出模塊。

2.根據權利要求1所述的一種電動自行車充電安全隱患的在線模擬方法，其特征在于，所述充電電氣隱患模擬模塊包括位于相應充電系統的充電器輸出端的受控電流源組成充電伏安曲線模型和充電電氣隱患噪聲模型；建立Y表達式Y：

Y(t)＝X(t)+Z(t)，

式中，X為充電伏安曲線模型；Z為充電電氣隱患噪聲模型。

3.根據權利要求2所述的一種電動自行車充電安全隱患的在線模擬方法，其特征在于，通過所述Y表達式模擬出以下特性，包括：

特性一為充電電氣隱患靜態時域特性的模擬，將所述Z設置為零、Y表達式的時間t設為單點時刻，A不為零；

特性二為充電電氣隱患靜態頻域特性的模擬：將所述A設置為零、Y表達式的時間t設為單點時刻，Z不為零；

特性三充電電氣隱患靜態時、頻域多維特性的模擬：所述Y表達式的時間t設為單點時刻，A、Z不為零。

特性四充電電氣隱患動態時域特性的模擬：將所述Z設置為零、Y表達式的時間t引入時間變量，A不為零；

特性五充電電氣隱患動態頻域特性的模擬：將所述A設置為零、Y表達式的時間t引入時間變量，Z不為零；

特性六充電電氣隱患動態時、頻域多維特性的模擬：所述Y表達式的時間t引入時間變量，A、Z不為零。

4.根據權利要求2所述的一種電動自行車充電安全隱患的在線模擬方法，其特征在于，所述參數擬合及整定模塊用于在不同應用場景和/或系統結構條件下的充電電氣隱患實驗數據對充電伏安曲線模型進行參數擬合，并對充電電氣隱患噪聲模型進行參數整定，建立充電伏安曲線模型，則所述充電伏安曲線模型為：

U(t)＝(A+CL)/I^(B+DL)(t)，

式中，A、B、C和D的值取決于實驗條件的充電電氣隱患常數，通過擬合獲得，L為充電電氣隱患接地間隙，U為充電電氣隱患電壓，I為充電電氣隱患電流。

5.根據權利要求2所述的一種電動自行車充電安全隱患的在線模擬方法，其特征在于，所述充電電氣隱患噪聲模型為通過數字濾波器將白噪聲轉化為充電電氣隱患噪聲，所述數字濾波器采用7階的傳遞函數，其表達式為：

式中，a＝1，b＝0.5，c＝0.125，d＝0.063，e＝0.036，f＝0.026，g＝0.007，h＝0.005。

6.根據權利要求4所述的一種電動自行車充電安全隱患的在線模擬方法，其特征在于，通過將充電電氣隱患接地間隙L構建與時間t的關系表達式，將所述充電伏安曲線模型中引入時間因素變量，則所述關系表達式為：

式中，v為分離速度，v＝2mm/s，L_max為最大充電電氣隱患接地間隙，L_max＝3.2mm；t₀為分離到最大充電電氣隱患接地間隙所需的時間，t₀＝3.2/2＝1.6s。

7.根據權利要求3所述的一種電動自行車充電安全隱患的在線模擬方法，其特征在于，所述特性四～特性六的充電電氣隱患噪聲模型中引入時間因素變量，包括以下步驟：

對所述充電電氣隱患電流頻譜的N個頻段上隨時間變化的頻譜特征值輸出分別建立隨機森林模型，并將各頻段上所建立的隨機森林模型進行訓練后共同構成一定時間窗下充電電氣隱患電流頻譜預測結果的全頻段分布整體模型；

利用機器學習的方法確定全頻段頻譜特征幅值隨時間變化的趨勢，使得所述充電電氣隱患噪聲模型確定的頻譜幅值能夠隨著時間準確變化。