一种基于加速器嵌入式数字孪生的电力电子变换器故障恢复方法技术

本发明专利技术提供了一种基于加速器嵌入式数字孪生的电力电子变换器故障恢复方法，包括：步骤S1，构建数字孪生模型；步骤S2，获取电压变换器的当前时域并构建数字孪生加速器，生成快于当前时域的时域环境供数字孪生模型运行；步骤S3，构建加速器控制器并根据未来状态和误差得到控制信号；步骤S4，判断电压变换器是否发生故障：若是则转向步骤S5；若否则保持运行；步骤S5，获取优质工作状态和优质误差并生成控制信号输出至电压变换器内以控制电压变换器恢复至正常工作状态。有益效果是本发明专利技术能够在电压变换器发生故障时及时检测、诊断和控制电压变换器恢复正常工作状态，保证安全性和可靠性。保证安全性和可靠性。保证安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于加速器嵌入式数字孪生的电力电子变换器故障恢复方法


[0001]本专利技术涉及电压变换器的
，具体而言，涉及一种基于加速器嵌入式数字孪生的电力电子变换器故障恢复方法。

技术介绍

[0002]电压变换器是一种广泛应用于电力系统中的电力电子设备，可以实现不同电压等级之间的双向功率传输，电压变换器的输出功率和电压可以通过调节开关器件的控制信号来控制，具有结构简单、效率高、可靠性好等优点。
[0003]然而，电压变换器也存在着一些技术问题，如负载变化、输入电压波动、开关故障等，这些问题会影响到电压变换器的稳定性和性能，甚至导致系统故障或损坏，因此，需要有一种有效的故障恢复方法，能够在电压变换器发生故障时及时检测、诊断和控制电压变换器，使其能够快速恢复正常工作状态。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的问题是：提供一种基于加速器嵌入式数字孪生的电力电子变换器故障恢复方法，能够在电压变换器发生故障时及时检测、诊断和控制电压变换器，使其能够快速恢复正常工作状态。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种基于加速器嵌入式数字孪生的电力电子变换器故障恢复方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1，针对实际使用场景下的至少一电压变换器，根据所述电压变换器构建相对应的数字孪生模型；
[0007]步骤S2，获取所述电压变换器的当前时域，并针对所述数字孪生模型构建得到一数字孪生加速器，以及控制所述数字孪生加速器生成快于所述当前时域的时域环境供所述数字孪生模型运行以预测得到未来状态和误差；
[0008]步骤S3，控制所述数字孪生模型和所述电压变换器进行持续同步更新，并根据所述数字孪生加速器构建得到一加速器控制器与所述数字孪生加速器相连接，以及控制所述加速器控制器根据所述数字孪生模型预测得到的所述未来状态和所述误差得到对应的控制信号；
[0009]步骤S4，判断所述电压变换器是否发生故障：
[0010]若是，则转向步骤S5；
[0011]若否，则控制所述电压变换器保持运行；
[0012]步骤S5，控制所述加速器控制器获取所述数字孪生模型预测得到的所述未来状态中的优质工作状态和优质误差，并根据所述优质工作状态和所述优质误差生成对应的所述控制信号输出至所述电压变换器内以控制所述电压变换器恢复至正常工作状态。
[0013]优选的，所述步骤S3中，持续获取并根据所述电压变换器的输入信号和输出信号
控制所述数字孪生模型进行同步更新。
[0014]优选的，所述步骤S4中，判断所述电压变换器未发生故障时，控制所述加速器控制器按照预设周期覆盖所述电压变换器的控制信号，使所述电压变换器和所述数字孪生模型的所述控制信号一致，以保持正常工作状态。
[0015]优选的，所述步骤S5中，所述数字孪生模型将所述电压变换器的任一正常工作状态作为所述优质工作状态，并将所述优质工作状态下的所述误差作为所述优质误差。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术引入数字孪生概念，根据实际使用的电压变换器构建虚拟环境下的数字孪生模型，同时通过构建数字孪生加速器和加速度控制器实现时域环境供给和电压变换器控制信号产生，以在电压变换器发生故障时，控制加速器控制器根据数字孪生模型预测得到的未来状态中的优质工作状态和优质误差生成对应的控制信号输出至电压变换器内以控制电压变换器恢复至正常工作状态，实现在电压变换器发生故障时及时检测、诊断和控制电压变换器，使其能够快速恢复正常工作状态。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的步骤流程图；
[0018]图2为本专利技术的数字孪生结构示意图；
[0019]图3为本专利技术的实施例一中的测试结果示意图；
[0020]附图标记说明：1、物理孪生；2、物理电压变换器；3、物理监视器；4、物理孪生工作状态通讯总线；5、预测器；6、数字孪生控制器；7、数字孪生；8、数字孪生电压变换器；9、数字孪生控制总线。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0022]本专利技术的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种基于加速器嵌入式数字孪生的电力电子变换器故障恢复方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0023]步骤S1，针对实际使用场景下的至少一电压变换器，根据电压变换器构建相对应的数字孪生模型；
[0024]步骤S2，获取电压变换器的当前时域，并针对数字孪生模型构建得到一数字孪生加速器，以及控制数字孪生加速器生成快于当前时域的时域环境供数字孪生模型运行以预测得到未来状态和误差；
[0025]步骤S3，控制数字孪生模型和电压变换器进行持续同步更新，并根据数字孪生加速器构建得到一加速器控制器与数字孪生加速器相连接，以及控制加速器控制器根据数字孪生模型预测得到的未来状态和误差得到对应的控制信号；
[0026]步骤S4，判断电压变换器是否发生故障：
[0027]若是，则转向步骤S5；
[0028]若否，则控制电压变换器保持运行；
[0029]步骤S5，控制加速器控制器获取数字孪生模型预测得到的未来状态中的优质工作状态和优质误差，并根据优质工作状态和优质误差生成对应的控制信号输出至电压变换器
内以控制电压变换器恢复至正常工作状态。
[0030]具体地，本实施例中，如图2所示，将物理意义上实际使用的电压变换器与虚拟意义上构建的数字孪生模型相结合起来，物理电压变换器2、物理监视器3处在物理孪生1的环境下，数字孪生变压变换器8、预测器5处在数字孪生7的环境下，并且预测器5和物理监视器3之间通过物理孪生工作状态通讯总线4建立连接，数字孪生7和物理孪生1之间通过数字孪生控制总线9建立连接，以此构建得到数字孪生结构，数字孪生模型便存在于该数字孪生结构内。
[0031]优选的，在数字孪生结构中分为两个部分，一个部分是包换一个单一电压变换器的物理模型即物理孪生1，另一部分则是包含一个与之相同的数字孪生模型即数字孪生7的数字孪生加速器，通过物理模型与各种形式的模型兼容，实现电压变换器发生故障时的及时检测、诊断和控制。
[0032]优选的，在建立数字孪生模型、数字孪生加速器和加速器控制器之后，能够有效提高电压变换器的故障恢复能力和故障恢复速度，进而提高电压变换器的动态性能，同时降低电压变换器的控制复杂度和成本，保证电压变换器的可靠性和安全性。
[0033]优选的，本专利技术是一种通用的方法，可以应用于不同类型和规模的电压变换器，也可以推广到其他形式的电力电子设备中，并且本专利技术还可以结合微电网中的多个分布式能源、负载和电力电子变换器，实现微电网的集中控制和优化。
[0034]本专利技术的较佳的实施例中，步骤S3中，持续获取并根据电压变换器的输入信号和输出信号控制数字孪生模型进行同步更新。
[0035]本专利技术的较佳的实施例中，步骤S4中，判断电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于加速器嵌入式数字孪生的电力电子变换器故障恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，针对实际使用场景下的至少一电压变换器，根据所述电压变换器构建相对应的数字孪生模型；步骤S2，获取所述电压变换器的当前时域，并针对所述数字孪生模型构建得到一数字孪生加速器，以及控制所述数字孪生加速器生成快于所述当前时域的时域环境供所述数字孪生模型运行以预测得到未来状态和误差；步骤S3，控制所述数字孪生模型和所述电压变换器进行持续同步更新，并根据所述数字孪生加速器构建得到一加速器控制器与所述数字孪生加速器相连接，以及控制所述加速器控制器根据所述数字孪生模型预测得到的所述未来状态和所述误差得到对应的控制信号；步骤S4，判断所述电压变换器是否发生故障：若是，则转向步骤S5；若否，则控制所述电压变换器保持运行；步骤S5，控制所述加速器控制器获取所述数字孪生模型预测得到的所述未来状...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜保罗，孙佳钦，杨佳俊，沈度，李静，张何，
申请(专利权)人：诺丁汉大学卓越灯塔计划宁波创新研究院，
类型：发明
国别省市：