[发明专利]柔性直流换流阀监测诊断系统

权利要求书

1.一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，包括：分别与控制单元相连的信号采集单元、数据存储单元、健康状态评估单元、故障诊断单元和维护管理单元；

所述控制单元接收所述信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据所述运行特征状态信号得到系统实时运行数据；

所述数据存储单元存储所述系统实时运行数据；

所述健康评估单元接收到所述控制单元的评估信号后，根据所述系统实时运行数据得到换流阀的健康状态；所述健康评估单元还可用于根据所述系统实时运行数据绘制健康因子曲线图；

所述故障诊断单元根据所述系统实时运行数据对故障进行诊断和定位；

所述维护管理单元用于接收所述控制单元的维护指令，并根据所述健康因子曲线图预测所述柔性直流换流阀的故障状态，得出维护建议：

其中，所述故障诊断单元根据所述系统实时运行数据对故障进行诊断和定位还包括：故障定位法；

所述故障定位法包括：换流阀内部功率模块故障率统计法和桥臂电容电压测量法；

所述换流阀内部功率模块故障率统计法具体为：

统计换流阀内部IGBT模块的故障退出个数，若所述故障退出个数与总IGBT模块个数之比大于预设的冗余模块比例，则可认为柔性直流换流阀的IGBT模块部位发生了故障；

所述桥臂电容电压测量法具体为：

判断所述柔性直流换流阀中所述电容器的直流电压是否超过预设的电容器的直流电压范围，若是，判定为该电容器出现了老化或者损坏。

2.如权利要求1所述的一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，所述信号采集单元包括电流信号采集单元、电压信号采集单元和温度信号采集单元；

所述电流信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括换流变压器阀侧电流和柔性直流换流阀直流电流；

所述电压信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀交流同步电压、换流变压器阀侧电压、柔性直流换流阀控制脉冲和直流电压；

所述温度信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀水冷系统进水口温度、柔性直流换流阀水冷系统出水口温度。

3.如权利要求2所述的一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，所述控制单元接收所述信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据所述运行特征状态信号得到系统实时运行数据，具体为：

所述控制单元对所述系统运行特征状态信号进行滤波处理、电气量间关系校验，通过公式(1)所示的傅里叶算法提取出各个信号的特征量；公式(1)如下所示：

式中，a₀、a_n和b_n为傅立叶系数，定义如下：

将所述各个信号的特征量作为所述系统实时运行数据。

4.如权利要求3所述的一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，所述健康评估单元接收到所述控制单元的评估信号后，根据所述系统实时运行数据得到换流阀的健康状态，具体为：

将健康状态划分为健康、亚健康和故障三个状态，为所述各个信号的特征量定义健康状态识别参数k，定义如下：

式中，y为特征量测量值，y₀为特征量参考值，健康状态划分方法如下：

式中，x₁和x₂为预设的参数。