基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法、装置和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法、装置和存储介质，提取换流阀冷却系统特征指标，根据特征指标进行分类；根据特征指标及其对应分类训练冷却系统状态评估模型；采集换流阀冷却系统特征指标，利用冷却系统状态评估模型进行预测其所属分类确定换流阀冷却系统状态。本发明专利技术利用换流阀的阀厅内部采集的大量温度、流量和水质监测数据，全面反映冷却循环水状态；通过XGBoost模型，对冷却水状态进行评估，实现自动精准加药操作，克服了传统加药装置存在的针对性差、效率低以及智能化水平低等缺点。智能化水平低等缺点。智能化水平低等缺点。

【技术实现步骤摘要】
基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法、装置和存储介质


[0001]本专利技术属于电力设备
，具体涉及基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的日益发展成熟，大功率电力电子器件制造技术逐渐提高，直流输电技术在电力系统当中得到了广泛的应用。高压交直流混联的电网对电力设备运行的可靠性也提出了更高的要求。换流阀是直流输电工程中进行换流的关键设备，可以实现对直流输电启动和停运的快速控制。当换流阀出现故障，导致多次连续的换相失败时，会使直流电力系统被迫停运，从而严重影响电力系统的稳定性要求。
[0003]换流阀在运行时，可控硅阀片会产生大量的热量，需要换流阀冷却系统进行降温处理。在换流阀冷却系统工作时，冷却塔将水作为循环冷却剂，持续喷淋湿润盘管表面，并将循环水喷淋到有较大接触面积的填料上，通过水和空气的接触实现热交换。但是，循环水在运行一段时间后容易滋生细菌和藻类，生成的微生物会附着在填料表面。同时，随着设备的长时间运行，循环水中Ca、Mg离子浓度逐渐增大，碰淋到盘管表面易使其结垢，降低了换流阀冷却系统的热交换效率，严重时会影响换流阀的稳定正常运行。
[0004]国内换流站配备了加药装置，定时定量地向循环水中加入杀菌灭藻剂和缓蚀阻垢剂，使其满足水质要求，以保证换流阀冷却系统正常运行。此外，在换流阀的阀厅内部安装了大量温度、流量和水质监测装置，采用传统的周期性加药的方式，无法将这些数据用于冷却水状态评估，存在针对性差，效率低以及智能化水平低等特点。r/>
技术实现思路

[0005]本专利技术旨在针对目前没有利用数据进行换流阀冷却水评估的技术问题，提出一种基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法，确定方法为运维人员对换流阀冷却系统（以下简称“阀冷系统”）的状态评估和检修安排提供了依据。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一方面，本专利技术提供一种基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法，包括：提取换流阀冷却系统特征指标，根据特征指标进行换流阀冷却系统状态分类；根据特征指标及其对应分类训练冷却系统状态评估模型；采集换流阀冷却系统特征指标，利用冷却系统状态评估模型进行预测其所属换流阀冷却系统状态分类确定换流阀冷却系统状态。
[0008]进一步地，所述换流阀冷却系统特征指标包括进阀压力、出阀压力、进阀温度、出阀温度、冷却水流量、冷却水电导率、去离子水电导率、膨胀罐液位、喷淋水电导率和/或阀厅温度。
[0009]冷却塔将冷却水喷淋在填料表面进行冷却降温，容易出现滋生微生物和结垢的问
题，严重影响冷却塔的冷却效果。因此本申请在对冷却水状态和加药与否进行评估时，在参照《换流站用户使用说明书》、《换流站阀冷系统设计报告》的基础上，选取了上述10个特征指标。其中，进阀压力、出阀压力、冷却水流量、进阀温度、出阀温度表征循环水自身的运行状态，压力、流量影响水垢的生成速度，温度影响微生物的生长速度，间接影响水垢生成；冷却水电导率、去离子水电导率、喷淋水电导率表征循环水的水质特征，水质越差，水垢生成速度越快；膨胀罐液位与系统压力相关，间接影响水垢生成；阀厅温度表征周围环境，影响换热效率，和微生物的生长速度相关。
[0010]进一步地，所述分类包括正常、提醒、异常和加药。
[0011]进一步地，所述冷却系统状态评估模型采用XGBoost模型。
[0012]再进一步地，采用网格寻优方法对XGBoost模型参数进行寻优，将优化的参数输入XGBoost模型。
[0013]使用参数优化后的XGBoost模型进行状态评估，输出冷却系统的状态类型，并输出各特征指标对分类结果的贡献度。
[0014]为想要调节的参数设定一系列备选值，网格寻优方法通过穷举法尝试各种参数组合，根据设定的评分机制找到最优的一组变量，将优化的参数输入模型，提升模型的状态评估精度；同时，模型输出了各特征指标的贡献度，量化各特征指标与分类结果的相关性，为冷却系统的运行维护提供依据。
[0015]进一步地，所述方法还包括对换流阀冷却系统特征指标处理异常点以及缺失值。
[0016]另一方面，本专利技术还提供了一种基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估装置，包括数据采集模块和模型训练预测模块；数据采集模块用于提取换流阀冷却系统特征指标，根据特征指标进行分类；根据特征指标及其对应分类训练冷却系统状态评估模型；模型训练及预测模块，用于采集换流阀冷却系统特征指标，利用冷却系统状态评估模型进行预测其所属分类确定换流阀冷却系统状态。
[0017]进一步地，所述装置还包括数据处理模块，所述数据处理模块用于对换流阀冷却系统特征指标处理异常点以及缺失值。
[0018]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上技术方案任意一种可能的实施方式提供的所述方法的步骤。
[0019]本专利技术所取得的有益技术效果：1.利用换流阀的阀厅内部采集的大量温度、流量和水质监测数据，包括进阀压力、出阀压力、进阀温度、出阀温度、冷却水流量、冷却水电导率、去离子水电导率、膨胀罐液位、喷淋水电导率和/或阀厅温度，全面反映冷却循环水状态，拓宽了换流阀的阀厅内部数据的应用领域，实现了将这些数据用于冷却水状态评估；2.通过XGBoost模型，对冷却水状态进行评估，实现自动精准加药操作，克服了传统加药装置存在的针对性差、效率低以及智能化水平低等缺点。
附图说明
[0020]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
图1是本专利技术实施例提供的换流阀冷却系统状态评估方法流程示意图；图2是本专利技术实施例中XGBoost模型的参数寻优前模型输出的混淆矩阵示意图；图3是本专利技术本专利技术实施例中XGBoost模型的参数寻优后模型输出的混淆矩阵示意图；图4是本专利技术的特征贡献度统计图。
具体实施方式
[0021]如图1所示，本实施例提出一种基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法，包括以下步骤：S1.提取特征指标：针对于阀冷系统主要部件，提取出多个特征指标。提取的特征指标包括进阀压力、出阀压力、进阀温度、出阀温度、冷却水流量、冷却水电导率、去离子水电导率、膨胀罐液位、喷淋水电导率和阀厅温度。
[0022]阀冷系统通过冷却水的循环流动，使换流阀降温散热，使阀体运行在一个合理的温度范围内，有利于换流阀的运行稳定性，提升阀体元件的使用寿命。阀冷系统具体运行流程为：冷却水通过阀厅，吸收换流阀运行时所产生的热量，从而加热升温；再由循环泵将冷却水抽入室外换热设备，进行冷却降温；最后将降温后的冷却水由循环泵输送至阀厅，从而实现冷却水的循环利用。
[0023]冷却塔是换流阀冷却系统中室外换热设备的重要形式，具有一次性投资小、冷却效果好、能耗和运行费用都比较低的优点。但是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法，其特征在于，包括：提取换流阀冷却系统特征指标，根据特征指标进行换流阀冷却系统状态分类；根据特征指标及其对应分类训练冷却系统状态评估模型，所述冷却系统状态评估模型采用XGBoost模型；采集换流阀冷却系统特征指标，利用冷却系统状态评估模型进行预测其所属分类确定换流阀冷却系统状态。2.根据权利要求1所述的一种基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法，其特征在于，所述换流阀冷却系统特征指标包括进阀压力、出阀压力、进阀温度、出阀温度、冷却水流量、冷却水电导率、去离子水电导率、膨胀罐液位、喷淋水电导率和/或阀厅温度。3.根据权利要求1所述的一种基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法，其特征在于，所述换流阀冷却系统状态分类包括正常、提醒、异常和加药。4.根据权利要求1所述的一种基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法，其特征在于，采用网格寻优方法对XGBoost模型参数进行寻优，将优化的参数输入XGBoost模型。5.根据权利要求1所述的一种基于XGBoost的换流阀冷却系统状态评估方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓凯，何茂慧，杜晓舟，王之赫，冯辉，张喆，花侃，许雯榕，金梦，陈晓宇，王剑，张建华，孙幸立，
申请(专利权)人：南京能迪电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：