【技术实现步骤摘要】
一种ANPC三电平逆变器故障诊断方法
本专利技术涉及ANPC逆变器故障分析
，尤其是一种ANPC三电平逆变器故障诊断方法。
技术介绍
随着我国新能源发电、高速电气化铁路等领域电力电子技术的快速发展，多电平逆变器得到了广泛应用。中性点箝位(NPC)逆变器是最成熟的多电平逆变器之一，结构简单，适用于风机、压缩机、输送机等中压电机驱动。但NPC逆变器中半导体器件的不均匀使用会导致开关中的功率损耗不均匀，从而限制了NPC逆变器的额定功率。为了解决这一问题，提出了有源中性点箝位(ANPC)逆变器，用有源开关代替箝位二极管，使开关之间的功率损耗相等。由于多电平逆变器(MLI)的开关器件数量较多，故而故障的可能性较大。保护电路通常在察觉到系统内部发生过压或过流现象的时候才会工作，开路故障因为不会产生这类现象而不能被保护电路及时发现，从而引起更为严重的故障。并且ANPC三电平逆变器相对于NPC逆变器增加了功率器件，诊断难度进一步加大，已有的诊断方法难以在ANPC三电平逆变器运行。因此研发一种新型的故障检测方法就非常必要。回声状...
【技术保护点】
1.一种ANPC三电平逆变器故障诊断方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：/n(1)构建ANPC三电平逆变器电路仿真模型，模拟故障过程，通过电压传感器采集每相上、中、下三段桥臂电压信号；/n(2)利用小波包分解，从采集到的电压信号中提取小波包能量谱作为信号特征，再采用线性判别分析对提取的数据降维，得到最终的信号特征向量，按4：1的比例将最终的特征向量分为训练数据与测试数据；/n(3)在粒子群优化算法PSO中，采用非线性自适应方法调整惯性权数w来优化粒子群优化算法PSO，得到改进后的粒子群优化算法IPSO；/n(4)建立联合优化回声状态网络JO-ESN，利用改进后的粒子...
【技术特征摘要】
1.一种ANPC三电平逆变器故障诊断方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：
(1)构建ANPC三电平逆变器电路仿真模型，模拟故障过程，通过电压传感器采集每相上、中、下三段桥臂电压信号；
(2)利用小波包分解，从采集到的电压信号中提取小波包能量谱作为信号特征，再采用线性判别分析对提取的数据降维，得到最终的信号特征向量，按4：1的比例将最终的特征向量分为训练数据与测试数据；
(3)在粒子群优化算法PSO中，采用非线性自适应方法调整惯性权数w来优化粒子群优化算法PSO，得到改进后的粒子群优化算法IPSO；
(4)建立联合优化回声状态网络JO-ESN，利用改进后的粒子群优化算法IPSO对回声状态网络ESN储备池参数进行优化，得到最佳储备池参数并计算输出权值，用训练数据训练联合优化回声状态网络JO-ESN，得到训练好的JO-ESN模型；
(5)利用测试数据对JO-ESN模型进行测试，分析诊断结果。
2.根据权利要求1所述的ANPC三电平逆变器故障诊断方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括以下步骤：
(2a)将原始采样信号S进行3层小波包分解，获dj,k，j＝0,1,…2l，l为小波包分解层数；k＝1,2,…,n，n表示原始信号长度；dj,k表示小波包分解后j节点所对应的第k个系数；
(2b)利用djk，从低频到高频8个频带的分解系数中提取各频带范围的信号Wlj，Wlj对应的能量设为Elj：
(2c)对特征向量进行归一化处理，使各频带能量构造一组特征向量：
实验需测试ANPC三个桥臂电压信号，形成3×2j维小波包能量谱：
E＝[Eu,0,…Eu,7,Ea,0,…Ea,7,Ed,0,…Ed,7]
式中，Eu,r、Ea,r、Ed,r分别表示上桥臂电压、桥臂电压、下桥臂电压的小波包分解后子频带，r＝0,1,…,7；
(2d)采用线性判别分析法进行数据降维，获得降维后的小波包能量谱。
3.根据权利要求1所述的ANPC三电平逆变器故障诊断方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括以下步骤：
(3a)粒子群优化算法的位置及速度更新公式为：
式中，为第k次迭代粒子i飞行速度矢量的第d维分量；为第k次的迭代粒子i位置矢量的第d维分量；pid为粒子i个体最好位置pbest的第d维分量；gd为gbest的第d维分量；rand1()、rand2()均表示一个产生(0,1)间随机数的函数，c1，c2为学习因子，ω为惯性权重；
采用非线性自适应方法调整惯性权重ω：...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，韩钰，易颖，佐磊，尹柏强，何怡刚，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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