一种估计电容器寿命概率分布的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种估计电容器寿命概率分布的方法及系统，属于电力电子技术领域，方法包括：建立电容器衰减时间和容值衰减比的线性模型；在线性模型中引入随机误差项，并确定随机误差项的分布；基于随机误差项的分布，得到某一容值衰减比观测值对应衰减时间的概率分布；基于给定的置信水平以及得到的对应衰减时间的概率分布，计算对应衰减时间估计值个体和均值的置信区间；给定达到电容器寿命极限时的容值衰减比，从而估计电容器寿命概率分布。如此，本发明专利技术不仅能够在小样本数据下得到较为准确的寿命估计值，还可以估计寿命的概率分布，计算不同置信水平下的寿命估计值的置信区间，算法简明易懂，计算量小，易于实现，具有工业应用价值。用价值。用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种估计电容器寿命概率分布的方法及系统


[0001]本专利技术属于电力电子
，更具体地，涉及一种估计电容器寿命概率分布的方法及系统。

技术介绍

[0002]电容器是电力电子和电机控制系统的重要组件，其健康对于系统的安全运行具有重要意义。传统的电容器寿命估计方法基于额外的硬件或信号注入方法，成本和复杂性较高。而基于数据驱动的算法可以从数据中挖掘老化特征，方便地进行在线监测或离线测试，不需要额外硬件或信号注入，大大减少了成本和复杂性，具有很好的应用前景。
[0003]然而，基于数据驱动的算法仍存在一些问题需要推进和完善。例如，个体之间的异质性、测量噪声、不断变化的运行环境等会为寿命估计带来不确定性。为了在实际工业应用中做出更优的决策，我们希望寿命估计算法能够提供不确定性的量化，指出寿命估计值的概率分布和置信区间。一些可行的算法有随机数据驱动、高斯过程回归和相关向量机等，但这些算法复杂性高、运算量大，或者需要较为充足的样本数据。若能在保证估计精度较高和提供不确定性量化的前提下，降低对训练样本数据量的需求，并减小运算量和算法复杂性，对于采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种估计电容器寿命概率分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立电容器衰减时间和容值衰减比的线性模型；S2、在所述线性模型中引入随机误差项，并确定所述随机误差项的分布；S3、基于所述随机误差项的分布，得到某一容值衰减比观测值对应衰减时间的概率分布；S4、基于给定的置信水平以及S3得到的对应衰减时间的概率分布，计算所述对应衰减时间估计值个体和均值的置信区间；S5、给定达到电容器寿命极限时的容值衰减比，从而估计电容器寿命概率分布。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、绘制平均归一化容值数据随时间变化的散点图，得到容值衰减特征；S12、根据所述衰减特征建立电容器衰减时间和容值衰减比的函数模型，并转化为线性模型；S13、定义所述线性模型的输入矩阵、输出矩阵以及参数矩阵，用最小二乘法进行回归，通过损失函数最小化得到线性模型参数；S14、用残差平方和RSS、回归平方和ESS、调整的判定系数和均方根误差RMSE评估所述线性模型；其中，m为解释变量个数，n为观测次数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21、在所述线性模型中引入随机误差项；S22、用Q
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Q图检验并确定所述随机误差项的分布；S23、计算所述随机误差项概率分布的均值和方差的无偏估计。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S31、根据S23得到的随机误差项概率分布的均值和方差的无偏估计，推导某一容值衰减比观测值对应衰减时间的概率分布；S32、由所述对应衰减时间的概率分布得到所述对应衰减时间的概率密度函数和概率分布函数。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括：S41、计算所述对应衰减时间的估计值和均值；S42、计算所述对应衰减时间的估计值与真实值之间的误差，结合给定的置信水平，以及S32得到的所述对应衰减时间的概率密度函数和概率分布函数，得到所述对应衰减时间估计值个体的置信区间；S43、计...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，缪佶桂，尹泉，李海春，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：