一种基于核主元分析与支持向量机的MMC故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于核主元分析与支持向量机的MMC故障诊断方法，涉及柔性直流输电故障诊断技术，包括以下步骤:(Ⅰ)采集MMC三相各相电压信号Ui，其中，i＝a、b、c，代表abc三相，得到离散输出电压信号X(n)；(Ⅱ)进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)，计算FFT中前半部分和后半部分的频谱能量；并选取前若干次明显的谐波，得到谐波数据矩阵；(Ⅲ)利用核主元分析对谐波数据进行特征降维和故障的特征提取，得到核主元分析降维后的谐波矩阵；(Ⅳ)建立一对一SVM多分类故障诊断模型，并定位得到具体的故障桥臂；本发明专利技术MMC故障诊断方法运行速度快，分类精度高，不需要构建数学模型，而且所需传感器的数量少，灵活性强，提高了MMC故障诊断的效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于核主元分析与支持向量机的MMC故障诊断方法
本专利技术涉及柔性直流输电故障诊断技术，具体为一种基于核主元分析与支持向量机的MMC故障诊断方法。
技术介绍
模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter，MMC)作为一种新型电压源换流器，具有很强的整体性和灵活性，其模块化程度高，开关频率低，扩展性强，运行损耗小，输出波形质量高，广泛运用于高压直流输电、静止无功补偿等领域MMC拥有很多级联的子模块和功率开关器件，每个功率开关器件都是潜在的故障点，当功率开关器件发生开路故障时，子模块的电容，电压，桥臂间的环流，上桥臂电流，电压，都将偏离正常运行的值。当故障长时间没有被检测出来，并进行处理，会导致子模块电容电压过大，环流、桥臂电流过大。如果没有及时保护，还有可能造成设备或者组件的损坏。对于严重瞬时性故障或者永久性故障，不仅会强迫柔性直流输电退出运行，甚至会损坏换流站中最为昂贵的全控电力电子器件及其他重要部件，由此造成系统不能快速恢复运行，给用户造成巨大的经济损失。现有的MMC故障诊断方法需要大量传感器，计算数据多，而且桥臂电流容易受突加负载的影响产生波动，影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于核主元分析与支持向量机的MMC故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤:(Ⅰ)采集MMC三相各相电压信号Ui，其中，i＝a、b、c，代表abc三相，得到离散输出电压信号X(n)；(Ⅱ)进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)，计算FFT中前半部分和后半部分的频谱能量；并选取前若干次幅值明显的谐波，得到谐波数据矩阵；(Ⅲ)利用核主元分析对谐波数据进行特征降维和故障的特征提取，得到核主元分析降维后的谐波矩阵；(Ⅳ)建立一对一支持向量机多分类故障诊断模型，并定位得到具体的故障类型。

【技术特征摘要】
1.一种基于核主元分析与支持向量机的MMC故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤:(Ⅰ)采集MMC三相各相电压信号Ui，其中，i＝a、b、c，代表abc三相，得到离散输出电压信号X(n)；(Ⅱ)进行快速傅里叶变换(FastFourierTransform，FFT)，计算FFT中前半部分和后半部分的频谱能量；并选取前若干次幅值明显的谐波，得到谐波数据矩阵；(Ⅲ)利用核主元分析对谐波数据进行特征降维和故障的特征提取，得到核主元分析降维后的谐波矩阵；(Ⅳ)建立一对一支持向量机多分类故障诊断模型，并定位得到具体的故障类型。2.根据权利要求1所述的一种基于核主元分析与支持向量机的MMC故障诊断方法，其特征在于：所述步骤(Ⅲ)中，得到核主元分析降维后的谐波矩阵的具体步骤如下：(Ⅲa)计算高维空间中的核矩阵；(Ⅲb)将高维空间中的核矩阵经中心化处理，得到中心化核矩阵；(Ⅲc)计算中心化核矩阵的特征值和所对应的特征向量，将所述特征值按照从小到大依次排列，并选取合适的a的值与前a个特征值和所对应的特征向量，使所述前a个特征值满足设定的约束条件；(Ⅲd)计算原始谐波数据的核主元，并得到核主元分析降维后的谐波矩阵。3.根据权利要求2所述的一种基于核主元分析与支持向量机的MMC故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(Ⅲa)中，将所述谐波数据矩阵映射到高维空间得到原始谐波矩阵，且所述核矩阵按照如下公式计算得到：式中，为核矩阵，K...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振兴，焦文豪，张永，王琦，赵敏，苏茜，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42