一种逆变电路故障诊断方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种逆变电路故障诊断方法，具体是一种借助小世界网路特性判断电 力电子电路故障的诊断方法，属于电力电子逆变电路故障判断领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着电力电子的高速发展，电力电子设备已在各行各业中有着越来越多 的应用，电力电子技术也广泛应用于电力系统、家用电气、通信工程、航空航天等诸多领域， 对于人类的生活影响也非常的广泛和深入。而当电力电子设备发生的故障非常严重时将会 导致整个系统的擁痕，所W对电力电子设备的故障诊断研究越来越受到重视。而小世界网 络故障判别方法是基于小世界网络故障特征参数计算，结合故障特征参数逆向分析判别网 络故障的一种方法。
【发明内容】
[0003] 本发明技术的目的在于；提供一种本发明设及一种逆变电路故障诊断方法，该方 法借组小世界网路的特性，建立故障节点的故障信息数据库，通过提取当前发生故障的逆 变电路的网路特征参数，将其与故障信息数据库的记录信息进行比较，从而找到发生故障 的节点输出故障信息。
[0004] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0005] 一种逆变电路故障诊断方法，所述逆变电路具有多电平拓扑结构，其特征在于所 述诊断方法包括W下步骤：
[0006] a、根据逆变电路的拓扑结构得出相应的邻接矩阵，并根据邻接矩阵绘制电路网路 图，同时得出该电路网络图的特征参数，所述特征参数包括，节点数N，边总数以网络的平 均路径长度D，聚类系数C，节点度Ki的分布，平均分布度K ;其中，每个节点对应了逆变电 路的元器件，边对应了元器件之间的连接，Ki表示第i个节点的度，节点度Ki的分布为N个 节点度构成的一维数组；
[0007] b、根据步骤a中的节点数N、平均分布度K分别计算随机网络和规则网络的平均路 径长度化and和Dregular，W及随机网络和规则网络的聚类系数化and和化egular，并判 断所述网络是否满足小世界网络；
[000引C、当所述网络满足小世界网络时，建立故障信息数据库，其中故障信息数据库的 每一条记录分别记录了发生故障的节点所形成的新网络的特征参数，该新的网络特征参数 包括网络节点数N-1，边总数11，网络的平均路径长度D1，聚类系数C1，节点度分布Kli，平 均分布度K1，其中Kli表示第i个节点的节点分布度；
[0009] t对发生故障逆变电路进行故障判别，按照步骤a中的方式得出当前故障网路的 特征参数，然后将得出的当前故障网路特征参数依次与步骤C建立的故障信息数据库中的 每条故障记录的故障网路特征参数进行比较，找到匹配的故障记录从而找到当前故障节 点，输出故障信息，最终实现网路故障判别的功能。
[0010] 优选地，步骤a中的邻接矩阵和电路网路图是通过matl油函数调用或人工方式得 到。
[0011] 优选地，各个节点对应的逆变电路元器件是电容、功率开关管或它们的组合。
[0012] 优选地，功率开关管是=极管或场效应管。
[0013] 优选地，故障信息数据库的故障记录按元器故障类型或故障元器件类型或两者的 组合进行了分组。
[0014] 优选地，元器件故障类型为开路和短路，故障元器件类型为电容和功率开关管。
[0015] 优选地，步骤d中网路特征参数的比较是按照网路聚类系数C、平均路径长度D、节 点度分布Ki、平均分布度K的顺序逐一进行比较，如果当前故障网路特征参数与故障信息 数据库中的其中一条记录相同，则输出该条记录对应节点的故障信息。
[0016] 优选地，其特征在于，所述对应节点的故障信息是该节点对应的元器件开路或短 路。
[0017] 小世界网络是介于随机网络与规则网络之间的中间网络网络形态。小世界特性就 是具有较小的平均路径长度和较大的聚类系数，当满足W下条件时就可判定该网络具有小 世界特性。
[001引 对于小世界网络而言，当n〉〉k〉〉lnn〉〉l时，其特征路径长度化ctual和
[0019] 聚类系数化ctual必须满足
[0020]
【主权项】
1. 一种逆变电路故障诊断方法，所述逆变电路具有多电平拓扑结构，其特征在于所述 诊断方法包括以下步骤： a、 根据逆变电路的拓扑结构得出相应的邻接矩阵，并根据邻接矩阵绘制电路网路图， 同时得出该电路网络图的特征参数，所述特征参数包括，节点数N，边总数L，网络的平均路 径长度D，聚类系数C，节点度Ki的分布，平均分布度K;其中，每个节点对应了逆变电路的 元器件，边对应了元器件之间的连接，Ki表示第i个节点的度，节点度Ki的分布为N个节 点度构成的一维数组； b、 根据步骤a中的节点数N、平均分布度K分别计算随机网络和规则网络的平均路径长 度Drand和Dregular，以及随机网络和规则网络的聚类系数Crand和Cregular，并判断所 述网络是否满足小世界网络； c、 当所述网络满足小世界网络时，建立故障信息数据库，其中故障信息数据库的每一 条记录分别记录了发生故障的节点所形成的新网络的特征参数，该新的网络特征参数包括 网络节点数N-1，边总数L1，网络的平均路径长度D1，聚类系数C1，节点度分布Kli，平均分 布度K1，其中Kli表示第i个节点的节点分布度； d、 对发生故障逆变电路进行故障判别，按照步骤a中的方式得出当前故障网路的特征 参数，然后将得出的当前故障网路特征参数依次与步骤c建立的故障信息数据库中的每条 故障记录的故障网路特征参数进行比较，找到匹配的故障记录从而找到当前故障节点，输 出故障信息，最终实现网路故障判别的功能。
2. 如权利要求1所述的一种逆变电路故障诊断方法，其特征在于：步骤a中的邻接矩 阵和电路网路图是通过matlab函数调用或人工方式得到。
3. 如权利要求1所述的一种逆变电路故障诊断方法，其特征在于：网络的平均路径长 度D、聚类系数C、平均分布度K分别通过以下计算公式得出：
式中，N为节点数，Dij为连接节点i和j之间最短路径的边数，i多j，Ki表示与节点i相连接的点的数目，Ei表示节点i实际存在的边数。
4. 如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于：随机网络和规则网络的平均路径 长度Drand和Dregular，以及随机网络和规则网络的聚类系数Crand和Dregular分别通过 下计算公式得出：
式中，N为节点数，K为网路平均分布度； 判断网路为小世界网路的条件为： 当n>>k?lnn>>l时，网路平均路径长度D和聚类系数C满足，
5. 如权利要求1所述的一种逆变电路故障诊断方法，其特征在于，各个节点对应的逆 变电路元器件是电容、功率开关管或它们的组合。
6. 如权利要求5所述的一种逆变电路故障诊断方法，其特征在于，功率开关管是三极 管或场效应管。
7. 如权利要求1所述的一种逆变电路故障诊断方法，其特征在于，故障信息数据库的 故障记录按元器故障类型或故障元器件类型或两者的组合进行了分组。
8. 如权利要求7所述的一种逆变电路故障诊断方法，其特征在于，元器件故障类型为 开路和短路，故障元器件类型为电容和功率开关管。
9. 如权利要求1所述的一种逆变电路故障诊断方法，其特征在于，步骤d中网路特征参 数的比较是按照网路聚类系数C、平均路径长度D、节点度分布Ki、平均分布度K的顺序逐一 进行比较，如果当前故障网路特征参数与故障信息数据库中的其中一条记录相同，则输出 该条记录对应节点的故障信息。
10. 如权利要求9所述的一种逆变电路故障诊断方法，其特征在于，所述对应节点的故 障信息是该节点对应的元器件开路或短路。
【专利摘要】本发明涉及一种逆变电路故障诊断方法，该方法将逆变电路的多电平拓扑结构转换成电路网路图，计算该电路网路图的特征参数，判断所述网路是否满足小世界网路，当该网路满足小世界网路时，建立网路节点发生故障的故障信息数据库，通过提取当前发生故障的逆变电路的网路特征参数，将其与故障信息数据库的记录信息进行比较，从而找到发生故障的节点输出故障信息。
【IPC分类】G01R31-28, G01R31-02
【公开号】CN104569785
【申请号】CN201410795503
【发明人】刘桂英
【申请人】广西师范学院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月18日