一種逆變電路故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種逆變電路故障診斷方法，具體是一種借助小世界網(wǎng)路特性判斷電 力電子電路故障的診斷方法，屬于電力電子逆變電路故障判斷領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著電力電子的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備已在各行各業(yè)中有著越來越多 的應(yīng)用，電力電子技術(shù)也廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、家用電氣、通信工程、航空航天等諸多領(lǐng)域， 對于人類的生活影響也非常的廣泛和深入。而當(dāng)電力電子設(shè)備發(fā)生的故障非常嚴重時將會 導(dǎo)致整個系統(tǒng)的擁痕，所W對電力電子設(shè)備的故障診斷研究越來越受到重視。而小世界網(wǎng) 絡(luò)故障判別方法是基于小世界網(wǎng)絡(luò)故障特征參數(shù)計算，結(jié)合故障特征參數(shù)逆向分析判別網(wǎng) 絡(luò)故障的一種方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明技術(shù)的目的在于；提供一種本發(fā)明設(shè)及一種逆變電路故障診斷方法，該方 法借組小世界網(wǎng)路的特性，建立故障節(jié)點的故障信息數(shù)據(jù)庫，通過提取當(dāng)前發(fā)生故障的逆 變電路的網(wǎng)路特征參數(shù)，將其與故障信息數(shù)據(jù)庫的記錄信息進行比較，從而找到發(fā)生故障 的節(jié)點輸出故障信息。
[0004] 本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0005] 一種逆變電路故障診斷方法，所述逆變電路具有多電平拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述診斷方法包括W下步驟：
[0006] a、根據(jù)逆變電路的拓撲結(jié)構(gòu)得出相應(yīng)的鄰接矩陣，并根據(jù)鄰接矩陣繪制電路網(wǎng)路 圖，同時得出該電路網(wǎng)絡(luò)圖的特征參數(shù)，所述特征參數(shù)包括，節(jié)點數(shù)N，邊總數(shù)以網(wǎng)絡(luò)的平 均路徑長度D，聚類系數(shù)C，節(jié)點度Ki的分布，平均分布度K ;其中，每個節(jié)點對應(yīng)了逆變電 路的元器件，邊對應(yīng)了元器件之間的連接，Ki表示第i個節(jié)點的度，節(jié)點度Ki的分布為N個 節(jié)點度構(gòu)成的一維數(shù)組；
[0007] b、根據(jù)步驟a中的節(jié)點數(shù)N、平均分布度K分別計算隨機網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的平均路 徑長度化and和Dregular，W及隨機網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)化and和化egular，并判 斷所述網(wǎng)絡(luò)是否滿足小世界網(wǎng)絡(luò)；
[000引C、當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)滿足小世界網(wǎng)絡(luò)時，建立故障信息數(shù)據(jù)庫，其中故障信息數(shù)據(jù)庫的 每一條記錄分別記錄了發(fā)生故障的節(jié)點所形成的新網(wǎng)絡(luò)的特征參數(shù)，該新的網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù) 包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)N-1，邊總數(shù)11，網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度D1，聚類系數(shù)C1，節(jié)點度分布Kli，平 均分布度K1，其中Kli表示第i個節(jié)點的節(jié)點分布度；
[0009] t對發(fā)生故障逆變電路進行故障判別，按照步驟a中的方式得出當(dāng)前故障網(wǎng)路的 特征參數(shù)，然后將得出的當(dāng)前故障網(wǎng)路特征參數(shù)依次與步驟C建立的故障信息數(shù)據(jù)庫中的 每條故障記錄的故障網(wǎng)路特征參數(shù)進行比較，找到匹配的故障記錄從而找到當(dāng)前故障節(jié) 點，輸出故障信息，最終實現(xiàn)網(wǎng)路故障判別的功能。
[0010] 優(yōu)選地，步驟a中的鄰接矩陣和電路網(wǎng)路圖是通過matl油函數(shù)調(diào)用或人工方式得 到。
[0011] 優(yōu)選地，各個節(jié)點對應(yīng)的逆變電路元器件是電容、功率開關(guān)管或它們的組合。
[0012] 優(yōu)選地，功率開關(guān)管是=極管或場效應(yīng)管。
[0013] 優(yōu)選地，故障信息數(shù)據(jù)庫的故障記錄按元器故障類型或故障元器件類型或兩者的 組合進行了分組。
[0014] 優(yōu)選地，元器件故障類型為開路和短路，故障元器件類型為電容和功率開關(guān)管。
[0015] 優(yōu)選地，步驟d中網(wǎng)路特征參數(shù)的比較是按照網(wǎng)路聚類系數(shù)C、平均路徑長度D、節(jié) 點度分布Ki、平均分布度K的順序逐一進行比較，如果當(dāng)前故障網(wǎng)路特征參數(shù)與故障信息 數(shù)據(jù)庫中的其中一條記錄相同，則輸出該條記錄對應(yīng)節(jié)點的故障信息。
[0016] 優(yōu)選地，其特征在于，所述對應(yīng)節(jié)點的故障信息是該節(jié)點對應(yīng)的元器件開路或短 路。
[0017] 小世界網(wǎng)絡(luò)是介于隨機網(wǎng)絡(luò)與規(guī)則網(wǎng)絡(luò)之間的中間網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。小世界特性就 是具有較小的平均路徑長度和較大的聚類系數(shù)，當(dāng)滿足W下條件時就可判定該網(wǎng)絡(luò)具有小 世界特性。
[001引 對于小世界網(wǎng)絡(luò)而言，當(dāng)n〉〉k〉〉lnn〉〉l時，其特征路徑長度化ctual和
[0019] 聚類系數(shù)化ctual必須滿足
[0020]
【主權(quán)項】
1. 一種逆變電路故障診斷方法，所述逆變電路具有多電平拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 診斷方法包括以下步驟： a、 根據(jù)逆變電路的拓撲結(jié)構(gòu)得出相應(yīng)的鄰接矩陣，并根據(jù)鄰接矩陣繪制電路網(wǎng)路圖， 同時得出該電路網(wǎng)絡(luò)圖的特征參數(shù)，所述特征參數(shù)包括，節(jié)點數(shù)N，邊總數(shù)L，網(wǎng)絡(luò)的平均路 徑長度D，聚類系數(shù)C，節(jié)點度Ki的分布，平均分布度K;其中，每個節(jié)點對應(yīng)了逆變電路的 元器件，邊對應(yīng)了元器件之間的連接，Ki表示第i個節(jié)點的度，節(jié)點度Ki的分布為N個節(jié) 點度構(gòu)成的一維數(shù)組； b、 根據(jù)步驟a中的節(jié)點數(shù)N、平均分布度K分別計算隨機網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長 度Drand和Dregular，以及隨機網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)Crand和Cregular，并判斷所 述網(wǎng)絡(luò)是否滿足小世界網(wǎng)絡(luò)； c、 當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)滿足小世界網(wǎng)絡(luò)時，建立故障信息數(shù)據(jù)庫，其中故障信息數(shù)據(jù)庫的每一 條記錄分別記錄了發(fā)生故障的節(jié)點所形成的新網(wǎng)絡(luò)的特征參數(shù)，該新的網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù)包括 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)N-1，邊總數(shù)L1，網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度D1，聚類系數(shù)C1，節(jié)點度分布Kli，平均分 布度K1，其中Kli表示第i個節(jié)點的節(jié)點分布度； d、 對發(fā)生故障逆變電路進行故障判別，按照步驟a中的方式得出當(dāng)前故障網(wǎng)路的特征 參數(shù)，然后將得出的當(dāng)前故障網(wǎng)路特征參數(shù)依次與步驟c建立的故障信息數(shù)據(jù)庫中的每條 故障記錄的故障網(wǎng)路特征參數(shù)進行比較，找到匹配的故障記錄從而找到當(dāng)前故障節(jié)點，輸 出故障信息，最終實現(xiàn)網(wǎng)路故障判別的功能。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種逆變電路故障診斷方法，其特征在于：步驟a中的鄰接矩 陣和電路網(wǎng)路圖是通過matlab函數(shù)調(diào)用或人工方式得到。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種逆變電路故障診斷方法，其特征在于：網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長 度D、聚類系數(shù)C、平均分布度K分別通過以下計算公式得出：
式中，N為節(jié)點數(shù)，Dij為連接節(jié)點i和j之間最短路徑的邊數(shù)，i多j，Ki表示與節(jié)點i相連接的點的數(shù)目，Ei表示節(jié)點i實際存在的邊數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的故障診斷方法，其特征在于：隨機網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的平均路徑 長度Drand和Dregular，以及隨機網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)Crand和Dregular分別通過 下計算公式得出：
式中，N為節(jié)點數(shù)，K為網(wǎng)路平均分布度； 判斷網(wǎng)路為小世界網(wǎng)路的條件為： 當(dāng)n>>k?lnn>>l時，網(wǎng)路平均路徑長度D和聚類系數(shù)C滿足，
5. 如權(quán)利要求1所述的一種逆變電路故障診斷方法，其特征在于，各個節(jié)點對應(yīng)的逆 變電路元器件是電容、功率開關(guān)管或它們的組合。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種逆變電路故障診斷方法，其特征在于，功率開關(guān)管是三極 管或場效應(yīng)管。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種逆變電路故障診斷方法，其特征在于，故障信息數(shù)據(jù)庫的 故障記錄按元器故障類型或故障元器件類型或兩者的組合進行了分組。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種逆變電路故障診斷方法，其特征在于，元器件故障類型為 開路和短路，故障元器件類型為電容和功率開關(guān)管。
9. 如權(quán)利要求1所述的一種逆變電路故障診斷方法，其特征在于，步驟d中網(wǎng)路特征參 數(shù)的比較是按照網(wǎng)路聚類系數(shù)C、平均路徑長度D、節(jié)點度分布Ki、平均分布度K的順序逐一 進行比較，如果當(dāng)前故障網(wǎng)路特征參數(shù)與故障信息數(shù)據(jù)庫中的其中一條記錄相同，則輸出 該條記錄對應(yīng)節(jié)點的故障信息。
10. 如權(quán)利要求9所述的一種逆變電路故障診斷方法，其特征在于，所述對應(yīng)節(jié)點的故 障信息是該節(jié)點對應(yīng)的元器件開路或短路。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種逆變電路故障診斷方法，該方法將逆變電路的多電平拓撲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成電路網(wǎng)路圖，計算該電路網(wǎng)路圖的特征參數(shù)，判斷所述網(wǎng)路是否滿足小世界網(wǎng)路，當(dāng)該網(wǎng)路滿足小世界網(wǎng)路時，建立網(wǎng)路節(jié)點發(fā)生故障的故障信息數(shù)據(jù)庫，通過提取當(dāng)前發(fā)生故障的逆變電路的網(wǎng)路特征參數(shù)，將其與故障信息數(shù)據(jù)庫的記錄信息進行比較，從而找到發(fā)生故障的節(jié)點輸出故障信息。
【IPC分類】G01R31-28, G01R31-02
【公開號】CN104569785
【申請?zhí)枴緾N201410795503
【發(fā)明人】劉桂英
【申請人】廣西師范學(xué)院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月18日