[发明专利]基于证据推理规则的变频器直流母线电容故障诊断法

说明书

本发明涉及一种基于证据推理规则的电压源型变频器直流母线电容器故障诊断方法，该方法从电压源型变频器中获取电压特征值，并设定电容失效故障的三个等级。所建立的证据推理故障诊断模型，输入为二维电压特征，输出为失效故障等级的信度分布。根据给定的电压特征参考值，建立故障信度分布矩阵，利用该矩阵将输入转化为诊断证据，并计算诊断证据的可靠因子，然后将二维输入激活的证据进行融合，从融合结果估计电容失效故障的等级。对所建立的诊断模型进行参数优化，基于优化后的诊断模型，即可估计测试样本电容的故障等级，实现电容器的故障诊断。

技术领域

本发明涉及电力系统故障诊断领域，尤其涉及一种基于证据推理规则的电压源型变频器直流母线电容器故障诊断方法。

背景技术

随着电力系统的不断发展，运用场合越来越多，为各行各业的发展带来了巨大的经济效益。电容器作为电压源型变频器的基本原件，起到了滤波、储能、调谐等作用，特别是在直流母线上，电容器对直流母线电压起到了稳压的作用。随着工作时间变长，电容器老化，电容容量会下降。此时电压源型变频器仍能工作，但性能会逐步降低，此微小故障难以识别，不容易激活系统保护，长期运行影响设备使用寿命。因此，对电压源型变频器直流母线电容器的有效监控，能够及时发现电压源型变频器的异常工作状况，并根据异常发生的程度对电压源型变频器进行有针对性的维护检修。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于证据推理规则的电压源型变频器直流母线电容器失效故障等级检测方法，通过收集直流母线电压值，提取出电压特征值，并基于给定的初始输入输出参考值从电压数据中提取证据，再计算证据的可靠性，建立目标函数优化模型训练证据推理参数，最后通过融合证据推理估计出电容器失效故障等级，实现了对电压源型变频器直流母线电容器故障的诊断。

为达上述目的，本发明基于证据推理规则的电压源型变频器直流母线电容器的故障诊断方法包括以下步骤：

步骤(1)采集电压源型变频器直流母线的电压信号；

步骤(2)提取电压信号的特征值，并设定三个电容失效故障等级，形成完整的样本集，将样本集随机分为训练集和测试集；

步骤(3)将训练集中的数据转化为与给定参考值对应的信度分布矩阵；

步骤(4)将信度分布矩阵进行转化，得到电容失效故障等级的证据；

步骤(5)计算证据的可靠性因子；

步骤(6)根据所述可靠性因子对所述电容失效故障等级的证据进行加权融合，初步估计训练集电容失效故障等级；

步骤(7)根据电容失效故障等级估计值与设定的电容失效故障等级的均方误差设定优化目标函数，确定优化的参数建立证据推理参数优化模型；

步骤(8)通过证据推理参数优化模型估计测试集中样本电容失效故障等级。

接上述技术方案，步骤(1)中，以电压源型变流器为例；建立三个电容失效故障等级，其中电容器电容量等级1为C₁＝7500e-6F；等级2的电容量为C₁的90％，即C₂＝6750e-6F；等级3的电容量为C₁的80％，即C₃＝6000e-6F；在设备运行过程中以50kHz的采样频率采集共8秒的直流母线电压瞬时值V_DC。