[发明专利]基于混合核支持张量机的MMC子模块开路故障检测方法

权利要求书

1.一种基于混合核支持张量机的MMC子模块开路故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集已知模块化多电平换流器运行状态下交流侧的每一相电流i_j，j＝(a,b,c)以及每一相的环流i_diffj，j＝(a,b,c)，其中，所述运行状态包括正常运行以及子模块开路故障；

步骤2，对i_j和i_diffj进行处理得到电流信号m_j和环流信号m_diffj；

步骤3，对每一相的m_j都进行包络均值分解，得到每相的包络均值信号e_j；

步骤4，选取三相中某一相在正常运行状态下以及子模块开路故障状态下的m_j、m_diffj、e_j作为训练集输入混合核支持张量机进行训练；

步骤5，随机设置所述已知模块化多电平换流器中桥臂子模块开路故障并采集获取相应的电流i_j'和环流i_diffj'，重复步骤1至步骤3对i_j'和i_diffj'进行处理，获取相应的电流信号m_j'、环流信号m_diffj'以及包络均值信e_j'，将m_j'、m_diffj'、e_j'作为测试集输入混合核支持张量机；

步骤6，采用径向基核函数与多项式核函数相结合的混合核函数建立混合核支持张量机模型；

步骤7，采用步骤6所得的混合核支持张量机模型，根据决策输出值f_out来判断待检测模块化多电平换流器是否发生子模块开路故障，并定位到故障桥臂。

2.根据权利要求1所述的基于混合核支持张量机的MMC子模块开路故障检测方法，其特征在于：

其中，步骤6中，建立所述混合核支持张量机模型具体包括如下步骤：

步骤6-1，载入张量数据：

将步骤4的所述训练集以及步骤5的所述测试集作为支持张量机的张量数据输入；

步骤6-2，设置支持张量机的混合核函数：

将径向基核函数与多项式核函数的凸组合形式作为混合核函数，公式如下：

式中，K(A,B)为混合核函数，K_poly(A,B)为多项式核函数，K_rbf(A,B)为径向基核函数，m为多项式核函数的阶数，h是径向基核的核宽度，x(i)为训练样本数据，x(j)为为核函数的中心；

步骤6-3，初始化所述混合核函数的参数，该参数包括：所述多项式核函数的阶数m，所述径向基核的核宽度h，支持张量机的惩罚系数C，松弛变量ζ，权重系数θ；

步骤6-4，采用网格搜索结合交叉验证法来选择最优参数，获得最优支持张量机模型；

步骤6-5，采用量子遗传算法获得优化混合核函数的最优组合系数，从而建立所述混合核支持张量机模型。

3.根据权利要求1所述的基于混合核支持张量机的MMC子模块开路故障检测方法，其特征在于：

其中，所述训练集经过所述混合核支持张量机训练获得决策函数，

所述测试集通过所述混合核支持张量机的所述决策函数的输出值定位出所述已知模块化多电平换流器中的故障桥臂。

4.根据权利要求1所述的基于混合核支持张量机的MMC子模块开路故障检测方法，其特征在于：

其中，步骤1中，环流i_diffj通过以下过程获取：

采集所述已知模块化多电平换流器的每一相上桥臂电流i_pj，j＝(a,b,c)以及每一相下桥臂的电流i_nj，j＝(a,b,c)，

按照以下公式计算同时流经第j相上桥臂与下桥臂的电流i_diffj：

i_diffj＝(i_pj+i_nj)/2，j＝(a,b,c)

电流i_diffj即为第j相的环流。