[发明专利]一种应用于电压源换流器的实时故障检测方法

摘要

本发明涉及一种应用于电压源换流器的实时故障检测方法，对电力电子模型进行连续离散分离，提取线性与非线性模型并通过多速率联合仿真的系统对高频开关器件进行实时仿真测试分析。以Mallat分解法分割频域后得到的高频小波分解系数来区分暂、稳态扰动。暂态信号则根据模极大值点判别故障发生起止时间，以故障时间处的模极大值作为判决故障是否发生的阈值。高频分解系数进行小波熵暂态特征提取，在频域计算结果不准确时通过计算小波分解系数熵来判决故障发生的相。

主权项

1.一种应用于电压源换流器的实时故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：在Matlab仿真环境中对三相两电平逆变器闭环控制模型仿真算例进行单速率离线仿真；采用延迟信号以及过零点信号将三相两电平逆变器闭环控制仿真算例模型划分为快速逆变器子模型以及慢速控制子模型，并对其进行离线多速率仿真测试；步骤S2：将仿真算例模型分成包含线性子模型与非线性子模型的快速逆变器子模型、包含线性子模型与非线性子模型的慢速控制子模型；步骤S3:设计线性子模型与非线性子模型的FPGA解算器；步骤S4：设计仿真模型与DSP的数据交互接口，第一FPGA向DSP提供闭环控制的电压、电流信号，DSP向第一FPGA提供PWM波驱动第一FPGA的非线性解算器，进而实现闭环控制；步骤S5：设计仿真模型故障检测算法：将解算后的实时波形经DA转换模块输出到AD采集卡中，最终传输送至第二FPGA；第二FPGA作为实时检测平台，将采集到的原始信号经AD采集卡送至Mallat暂态信号检测端；非平稳信号通过小波熵暂态特征提取识别故障发生相；步骤S6：设立故障阈值，测量小波熵与阈值大小比较，判断发生故障的相；若熵值大于阈值，则发生故障；否则，没有故障发生；其中，所述步骤S5具体包括以下步骤：步骤S51：采用高通分解滤波器、低通分解滤波器实现小波变换，即将原始信号X(t)通过一个低通分解滤波器和一个高通分解滤波器进行平滑和细节分解，求出第一层小波变换；然后对第一层变换后的低频部分继续通过高通分解滤波器、低通分解滤波器进行分解；步骤S52：分解后高频部分包含的细节分量为小波系数，小波熵计算公式如下：其中，Sj,k为信号经小波分解后第j层、第k个节点的小波系数。