电力电子系统故障检测方法及装置制造方法及图纸

一种电力电子系统故障检测方法及装置，其中，所述方法包括：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，以将算例仿真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以及慢速控制子模型；对仿真算例模型的线性子模型进行建模得到的状态空间方程；获取采集到电力电子系统的原始信号；对原始信号分割频域得到高频小波分解系数；根据高频小波分解系数确定电力电子系统是否故障。从而实现了电力电子系统故障的实时检测。

Power electronic system fault detection method and device

A power electronic system fault detection method and device, wherein, the method comprises: a three-phase two level inverter closed-loop control simulation model is divided into fast and slow control model of inverter inverter model, fast sub model based on the simulation model will be divided into linear and nonlinear model includes sub model and slow control sub model; state space equation modeling of numerical simulation model of the linear model; obtain the original signals to the power electronic system; the original signal frequency to obtain high frequency coefficients of wavelet decomposition segmentation; wavelet decomposition coefficients are determined according to the high frequency power electronic system. Thus, the real-time detection of power electronic system faults is realized.

【技术实现步骤摘要】
电力电子系统故障检测方法及装置
本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种电力电子系统故障检测方法及装置。
技术介绍
近年来风能、太阳能等可再生能源蓬勃发展，由换流器构成的电力系统因其运行灵活、可控性好，成为未来电网互联的主流结构。应用于电力系统的交直流电网互联、分布式能源并网、无功动态补偿等领域的电力电子装置是一个复杂的非线性时变元素。其高频换流器也存在诸多问题(如，故障、谐波、控制与保护等)，引起学者广泛关注。为提高其可靠性，保证安全运行，必须对电力电子装置的电力电子系统进行大量的仿真测试研究。而采用真实的试验来对系统进行分析验证的难度较大且成本高昂，通常需要采用仿真技术来缩短开发周期、降低开发费用。电力电子设备的调节方式和自身结构的特殊性导致在传输线路发生故障时，极易使其控制失衡造成停电事故。如，输电线路易受故障影响产生故障电流，故障电流反馈至IGBT中，使器件受损造成停电事故。而当下直流断路器技术不成熟，直流侧故障不能由直流断路器断开，一般采用交流断路器切除故障电流。传统的输电线路继电保护涉及三个主要任务：检测、分类和故障定位。为保证安全运行，对其有效的故障检测必不可少。因此，对交、直流输电线路故障检测和保护提出了更高要求。对于交流线路产生的单线接地、双相短路等故障，不仅需要一种快速准确的方法对故障进行检测，也需要相应措施对发生的故障类型加以识别区分，并对处理结果进行进一步甄别判断，以减少故障对换流器件、输电线路和系统的损害。如何从换流器侧识别区分此类故障，根据故障波形的暂升、暂降中断等判断定位，检测预警成为当下关注的重点。现有技术中，基于电力电子系统的仿真对暂态仿真、数字建模与故障的问题作出细致的研究，但对电力电子模型分割、故障实时检测等问题未作详细论述。因此，如何实现电力电子系统故障实时检测成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于如何实现电力电子系统故障实时检测。为此，根据第一方面，本专利技术实施例公开了一种电力电子系统故障检测方法，包括：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，以将算例仿真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以及慢速控制子模型；对仿真算例模型的线性子模型进行建模得到的状态空间方程；获取采集到电力电子系统的原始信号；对原始信号分割频域得到高频小波分解系数；根据高频小波分解系数确定电力电子系统是否故障。可选地，根据高频小波分解系数确定电力电子系统是否故障包括：获取高频小波分解系数的突变信号；判断突变信号是否存在模极大值；如果突变信号不存在模极大值，则确定原始信号为稳态信号。可选地，如果突变信号存在模极大值，则提取高频小波分解系数的熵暂态特征；根据熵暂态特征确定电力电子系统是否故障。可选地，根据熵暂态特征确定电力电子系统是否故障包括：判断熵暂态特征是否大于预设阈值；如果熵暂态特征大于预设阈值，则确定电力电子系统故障。可选地，如果熵暂态特征小于预设阈值，则确定电力电子系统无故障。根据第二方面，本专利技术实施例公开了一种电力电子系统故障检测装置，包括：模型划分模块，用于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，以将算例仿真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以及慢速控制子模型；建模模块，用于对仿真算例模型的线性子模型进行建模得到的状态空间方程；信号获取模块，用于获取采集到电力电子系统的原始信号；分割模块，用于对原始信号分割频域得到高频小波分解系数；故障确定模块，用于根据高频小波分解系数确定电力电子系统是否故障。可选地，故障确定模块包括：突变获取单元，用于获取高频小波分解系数的突变信号；判断单元，用于判断突变信号是否存在模极大值；稳态单元，用于如果判断单元判断突变信号不存在模极大值，则确定原始信号为稳态信号。可选地，故障确定模块还包括：提取单元，用于如果判断单元判断突变信号存在模极大值，则提取高频小波分解系数的熵暂态特征；确定单元，用于根据熵暂态特征确定电力电子系统是否故障。可选地，确定单元包括：特征判断子单元，用于判断熵暂态特征是否大于预设阈值；故障子单元，用于如果特征判断子单元判断熵暂态特征大于预设阈值，则确定电力电子系统故障。可选地，确定单元包括：确定子单元，用于如果特征判断子单元判断熵暂态特征小于预设阈值，则确定电力电子系统无故障。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术实施例提供的电力电子系统故障检测方法及装置，通过三相两电平逆变器闭环控制仿真算例模型建立快速逆变器子模型以及慢速控制子模型，而后建模得到状态空间方程，由于建立的模型能够仿真电力系统，在获取电力电子系统的原始信号后，通过建立的模型可以确定电力电子系统是否存在故障，从而实现了电力电子系统故障的实时检测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实施例中一种电力电子系统故障检测方法流程图；图2为本实施例中一种仿真算例模型划分示意图；图3为本实施例中一种小波函数的高频小波系数波形示意图；图4为本实施例中一种电力电子系统故障检测装置结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。为了实现电力电子系统故障实时检测，本实施例公开了一种电力电子系统故障检测方法，请参考图1，为该电力电子系统故障检测方法流程图，该电力电子系统故障检测方法包括：步骤S101，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。在具体实施例中，可以在例如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，具体地，可以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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电子系统故障检测方法，其特征在于，包括：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，以将算例仿真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以及慢速控制子模型；对仿真算例模型的线性子模型进行建模得到的状态空间方程；获取采集到电力电子系统的原始信号；对所述原始信号分割频域得到高频小波分解系数；根据所述高频小波分解系数确定所述电力电子系统是否故障。

【技术特征摘要】
1.一种电力电子系统故障检测方法，其特征在于，包括：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，以将算例仿真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以及慢速控制子模型；对仿真算例模型的线性子模型进行建模得到的状态空间方程；获取采集到电力电子系统的原始信号；对所述原始信号分割频域得到高频小波分解系数；根据所述高频小波分解系数确定所述电力电子系统是否故障。2.如权利要求1所述的电力电子系统故障检测方法，其特征在于，所述根据所述高频小波分解系数确定所述电力电子系统是否故障包括：获取所述高频小波分解系数的突变信号；判断所述突变信号是否存在模极大值；如果所述突变信号不存在模极大值，则确定所述原始信号为稳态信号。3.如权利要求2所述的电力电子系统故障检测方法，其特征在于，如果所述突变信号存在模极大值，则提取所述高频小波分解系数的熵暂态特征；根据所述熵暂态特征确定所述电力电子系统是否故障。4.如权利要求3所述的电力电子系统故障检测方法，其特征在于，所述根据所述熵暂态特征确定所述电力电子系统是否故障包括：判断所述熵暂态特征是否大于预设阈值；如果所述熵暂态特征大于预设阈值，则确定所述电力电子系统故障。5.如权利要求4所述的电力电子系统故障检测方法，其特征在于，如果所述熵暂态特征小于预设阈值，则确定所述电力电子系统无故障。6.一种电力电子系统故障检测装置，其特征在于，包括：模型划分模块，用于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...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾旭，张宏伟，崔潇，贾亚军，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37