有效
一种用于直流融冰装置的故障电流抑制方法和系统
唐铁英、陈炜、杨先进、黄江宁、汪少伟、舒志伟、沈伟、陈义强、周啸宇、黄中华、钱少锋、高昱峰、杨珂
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唐铁英 专利 41
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杨先进 专利 73
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黄江宁 专利 42
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周啸宇
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黄中华 专利 88
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钱少锋 专利 38
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杨珂 专利 233
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摘要
本发明涉及信息技术领域,公开了一种用于直流融冰装置的故障电流抑制方法和系统,通过快速傅里叶变换分析直流融冰装置的故障电流数据,并基于分析结果得到直流母线电压跌落数据经支持向量回归算法处理,得到电压应力突增趋势进而确定装置中开关器件的应力分布数据;由卡尔曼滤波算法对应力分布数据处理,得到处理结果以确定桥臂切换时序的动态修正系数,并将其与装置的元件响应延迟数据通过粒子群优化算法处理,生成桥臂切换时序序列以确定对影响装置中缓冲电容放电速率的实时调节参数,以对电容放电回路进行阻抗匹配,比较匹配前后的电压振荡特性确定对换流路径的阻抗补偿值以执行,进而实现对直流融冰装置中电流振荡的有效抑制。
1.一种用于直流融冰装置的故障电流抑制方法,其特征在于,包括:实时采集直流融冰装置的换流路径阻抗与故障电流数据,并通过快速傅里叶变换进行分析,得到电流振荡数据以输入至预先构建的阻抗与电流关系模型中进行处理,生成直流母线电压跌落数据;采用支持向量回归算法对所述直流母线电压跌落数据进行处理,得到电压应力突增趋势以确定所述直流融冰装置中开关器件的应力分布数据,并通过卡尔曼滤波算法对所述应力分布数据进行处理,生成综合应力分布数据以确定桥臂切换时序的动态修正系数;获取所述直流融冰装置的元件响应延迟数据并与所述动态修正系数结合,通过粒子群优化算法进行处理,得到桥臂切换时序序列以确定对影响所述直流融冰装置中缓冲电容放电速率的实时调节参数;提取所述直流融冰装置中直流母线电压实时数据以与所述实时调节参数结合,对电容放电回路进行自适应阻抗匹配处理,并通过比较阻抗匹配前后的电压振荡特性确定对换流路径的阻抗补偿值以执行,实现对所述直流融冰装置中电流振荡的抑制;所述采用支持向量回归算法对所述直流母线电压跌落数据进行处理,得到电压应力突增趋势以确定所述直流融冰装置中开关器件的应力分布数据,包括:通过支持向量回归算法对所述直流母线电压跌落数据进行处理,得到电压应力突增趋势,并根据所述电压应力突增趋势量化所述直流融冰装置的压力突增速率;若所述压力突增速率超过预设突增阈值,则获取所述直流融冰装置中开关器件的状态数据以确定保护阈值调整需求;基于所述保护阈值调整需求,通过所述直流融冰装置的电压特性数据与电流特性数据计算特性曲线数据,并通过所述特性曲线数据生成分布估计值,以确定所述开关器件的应力分布数据;所述通过卡尔曼滤波算法对所述应力分布数据进行处理,生成综合应力分布数据以确定桥臂切换时序的动态修正系数,包括:获取所述直流融冰装置的热应力分布数据,并采用卡尔曼滤波算法对所述应力分布数据与所述热应力分布数据进行融合,输出综合应力分布数据;基于所述综合应力分布数据确定应力峰值及其持续时间与变化速率,以计算桥臂切换时序的初始变化趋势;若判定所述初始变化趋势超出预设变化趋势阈值,则计算所述初始变化趋势相对于所述预设变化趋势阈值的偏移量,以确定时序调整需求;根据所述时序调整需求,从所述综合应力分布数据中提取应力峰值数据,以确定所述桥臂切换时序的动态修正系数。
2.根据权利要求1所述的一种用于直流融冰装置的故障电流抑制方法,其特征在于,所述实时采集直流融冰装置的换流路径阻抗与故障电流数据,并通过快速傅里叶变换进行分析,得到电流振荡数据以输入至预先构建的阻抗与电流关系模型中进行处理,生成直流母线电压跌落数据,包括:实时采集所述直流融冰装置的换流路径阻抗与故障电流数据,以构建原始数据集,并采用快速傅里叶变换处理所述原始数据集,得到所述直流融冰装置的电流振荡数据;在所述电流振荡数据超过预设振荡阈值时,触发时序调整,并计算所述电流振荡数据的初始切换时序与时序调整量,得到时序调整数据;将所述时序调整数据输入至预先构建的阻抗与电流关系模型中进行处理,输出所述直流融冰装置的电容放电数据,并采用数值积分法对所述电容放电数据进行处理,得到电压变化趋势;将所述电压变化趋势与预设电压变化范围进行对比,以确定所述直流融冰装置的直流母线电压跌落数据。
3.根据权利要求1所述的一种用于直流融冰装置的故障电流抑制方法,其特征在于,所述采用支持向量回归算法对所述直流母线电压跌落数据进行处理,得到电压应力突增趋势以确定所述直流融冰装置中开关器件的应力分布数据,还包括:基于所述直流母线电压跌落数据构建电压跌落范围,以输入至采用支持向量回归算法生成的非线性映射模型进行处理,输出应力突增值;所述非线性映射模型用于表征直流母线的电压跌落范围与所述开关器件的电压应力之间的映射关系;根据所述应力突增值量化趋势变化分布,并在所述趋势变化分布超过预设趋势变化阈值时,通过获取的所述开关器件的状态数据确定保护阈值调整幅度;根据所述保护阈值调整幅度对所述开关器件的状态数据进行调整,以确定所述开关器件的应力分布数据。
4.根据权利要求1所述的一种用于直流融冰装置的故障电流抑制方法,其特征在于,所述获取所述直流融冰装置的元件响应延迟数据并与所述动态修正系数结合,通过粒子群优化算法进行处理,得到桥臂切换时序序列,包括:获取所述直流融冰装置的元件响应延迟数据,以与所述动态修正系数融合,并通过粒子群优化算法进行处理,输出初步时序调整值;根据所述初步时序调整值,提取所述桥臂切换时序的延迟偏移量和切换频率,以确定所述初步时序调整值的波动范围;将所述波动范围与预设波动阈值对比,并在所述波动范围大于所述预设波动阈值时,基于所述元件响应延迟数据的正态分布特性数据对所述初步时序调整值进行优化,得到优化时序序列;根据所述优化时序序列,提取所述桥臂切换时序的运行状态参数,以确定桥臂切换的稳定性趋势,并基于所述稳定性趋势对所述动态修正系数进行更新,得到桥臂切换时序序列。
5.根据权利要求1所述的一种用于直流融冰装置的故障电流抑制方法,其特征在于,所述以确定对影响所述直流融冰装置中缓冲电容放电速率的实时调节参数,包括:基于所述桥臂切换时序序列提取所述故障电流数据的分布特性,以确定电流特征参数,并基于所述电流特征参数确定所述开关器件的调整逻辑,得到逻辑分布数据;根据所述故障电流数据的变化特征对所述逻辑分布数据进行调整,得到逻辑调整参数,并根据所述逻辑调整参数提取所述缓冲电容的放电速率的实时变化,以确定所述缓冲电容的状态参数;基于所述缓冲电容的状态参数判断所述直流融冰装置的稳定性趋势,并根据所述直流融冰装置的稳定性趋势对所述逻辑调整参数进行更新,得到对所述缓冲电容的放电速率的实时调节参数。
6.根据权利要求1所述的一种用于直流融冰装置的故障电流抑制方法,其特征在于,所述提取所述直流融冰装置中直流母线电压实时数据以与所述实时调节参数结合,对电容放电回路进行自适应阻抗匹配处理,并通过比较阻抗匹配前后的电压振荡特性确定对换流路径的阻抗补偿值,包括:提取所述直流融冰装置中直流母线电压实时数据以与所述实时调节参数融合,得到所述电容放电回路的放电特性;根据所述放电特性对所述电容放电回路进行自适应阻抗匹配处理,以确定阻抗匹配的调整方向,生成匹配参数;比较所述阻抗匹配经所述匹配参数调整前后,所述直流融冰装置的电压振荡的变化趋势,以确定所述换流路径的阻抗补偿值。
7.根据权利要求1所述的一种用于直流融冰装置的故障电流抑制方法,其特征在于,所述提取所述直流融冰装置中直流母线电压实时数据以与所述实时调节参数结合,对电容放电回路进行自适应阻抗匹配处理,并通过比较阻抗匹配前后的电压振荡特性确定对换流路径的阻抗补偿值之后,包括:在所述应力分布数据超出预设应力阈值时,触发保护机制,以确定所述开关器件的时序调整数据;根据所述时序调整数据对所述开关器件进行调整,并获取所述缓冲电容的放电分布特征;基于所述放电分布特征,通过递归最小二乘法更新所述阻抗补偿值,得到阻抗调整值并控制所述换流路径执行,以实现对所述直流融冰装置中电流振荡的抑制。
8.一种用于直流融冰装置的故障电流抑制系统,其特征在于,包括:电流数据处理模块,用于实时采集直流融冰装置的换流路径阻抗与故障电流数据,并通过快速傅里叶变换进行分析,得到电流振荡数据以输入至预先构建的阻抗与电流关系模型中进行处理,生成直流母线电压跌落数据;修正系数生成模块,用于采用支持向量回归算法对所述直流母线电压跌落数据进行处理,得到电压应力突增趋势以确定所述直流融冰装置中开关器件的应力分布数据,并通过卡尔曼滤波算法对所述应力分布数据进行处理,生成综合应力分布数据以确定桥臂切换时序的动态修正系数;调节参数确定模块,用于获取所述直流融冰装置的元件响应延迟数据并与所述动态修正系数结合,通过粒子群优化算法进行处理,得到桥臂切换时序序列以确定对影响所述直流融冰装置中缓冲电容放电速率的实时调节参数;电流振荡抑制模块,用于提取所述直流融冰装置中直流母线电压实时数据以与所述实时调节参数结合,对电容放电回路进行自适应阻抗匹配处理,并通过比较阻抗匹配前后的电压振荡特性确定对换流路径的阻抗补偿值以执行,实现对所述直流融冰装置中电流振荡的抑制;所述采用支持向量回归算法对所述直流母线电压跌落数据进行处理,得到电压应力突增趋势以确定所述直流融冰装置中开关器件的应力分布数据,包括:通过支持向量回归算法对所述直流母线电压跌落数据进行处理,得到电压应力突增趋势,并根据所述电压应力突增趋势量化所述直流融冰装置的压力突增速率;若所述压力突增速率超过预设突增阈值,则获取所述直流融冰装置中开关器件的状态数据以确定保护阈值调整需求;基于所述保护阈值调整需求,通过所述直流融冰装置的电压特性数据与电流特性数据计算特性曲线数据,并通过所述特性曲线数据生成分布估计值,以确定所述开关器件的应力分布数据;所述通过卡尔曼滤波算法对所述应力分布数据进行处理,生成综合应力分布数据以确定桥臂切换时序的动态修正系数,包括:获取所述直流融冰装置的热应力分布数据,并采用卡尔曼滤波算法对所述应力分布数据与所述热应力分布数据进行融合,输出综合应力分布数据;基于所述综合应力分布数据确定应力峰值及其持续时间与变化速率,以计算桥臂切换时序的初始变化趋势;若判定所述初始变化趋势超出预设变化趋势阈值,则计算所述初始变化趋势相对于所述预设变化趋势阈值的偏移量,以确定时序调整需求;根据所述时序调整需求,从所述综合应力分布数据中提取应力峰值数据,以确定所述桥臂切换时序的动态修正系数。



