一种柔直电容器状态检测方法及系统与流程

本发明涉及电性能测试，具体涉及一种柔直电容器状态检测方法及系统。

背景技术：

1、柔性直流电容器是一种用于调节电力系统直流电压的装置，采用了先进的功率电子技术和电容器技术，具有快速响应、高可靠性和灵活控制等特点。它能够通过调节电容器的充电和放电过程，实现对直流电压的调节和平衡，从而提高电力系统的稳定性和运行效率。柔性直流电容器可以应用于多种场景，如直流输电系统、直流微网、电动汽车充电站等。它能够有效降低电力系统中的谐波，提高电压稳定性。

2、目前常采用额定负载变化测试方法对柔直电容器的电压调节能力进行测试，将柔直电容器连接到额定负载上，对电容器输入不同的电压，输出端的电压应该稳定在预定值附近，根据输出端的电压稳定值与预定值的差异以及达到电压稳定值的时间表示柔直电容器的电压调节状态。上述方法能够宏观评价柔直电容器的电压调节能力，但忽略了输入端电压变化与输出端电压变化之间的关系对柔直电容器状态稳定性的影响，导致对柔直电容器的状态检测结果不准确。

3、综上所述，本发明通过在不同输入电压下采集各时刻的柔直电容器输出端的电压得到各输入电压的电压调节序列；根据各电压调节序列中异常值较小的输出电压的分布情况得到各输入电压的稳定电压；根据输入电压与稳定电压之间的线性关系得到输入电压的预测稳定电压；根据稳定电压序列中数据变化及与预测稳定电压序列之间的差异得到柔直电容器的电压调节状态评分；根据柔直电容器的电压调节状态评分判断柔直电容器的状态。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种柔直电容器状态检测方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种柔直电容器状态检测方法，该方法包括以下步骤：

3、将各输入电压开始输入电路的时刻记为各输入电压的开始时刻；将各预设输入电压下的各时刻柔直电容器的输出端电压作为输出电压；将各输入电压的所有输出电压组成的序列作为各输入电压的电压调节序列；

4、根据各电压调节序列中元素变化得到各电压调节序列的疑似稳定电压；将各电压调节序列的疑似稳定电压组成的序列作为各输入电压的疑似稳定电压序列；根据疑似稳定电压在电压调节序列中的分布得到各疑似稳定电压的调节稳定特征指数；根据调节稳定特征指数的大小得到各输入电压的稳定电压；将所有稳定电压组成的序列作为稳定电压序列；根据输入电压与稳定电压之间的关系得到各输入电压的预测稳定电压；根据稳定电压序列中元素差异得到各输入电压的调节平滑度；根据各输入电压的预测稳定电压、稳定电压及调节平滑度得到各输入电压的电压调节稳定度；在各输入电压的电压调节序列中，将输入电压的开始时刻与稳定电压首次出现时的采集时刻之间的时间间隔作为输入电压的电压调节时间；根据电压调节稳定度及电压调节时间得到柔直电容器的电压调节状态评分；

5、根据柔直电容器的电压调节状态评分判断柔直电容器状态。

6、优选的，所述根据各电压调节序列中元素变化得到各电压调节序列的疑似稳定电压，具体为：

7、通过lof异常检测算法获取各电压调节序列中每个输出电压的局部离群因子；将各电压调节序列中局部离群因子小于预设异常阈值的输出电压作为各电压调节序列中的疑似稳定电压。

8、优选的，所述根据疑似稳定电压在电压调节序列中的分布得到各疑似稳定电压的调节稳定特征指数，具体包括：

9、对于各疑似稳定电压序列，计算疑似稳定电压序列中所有疑似稳定电压的均值；计算第a个疑似稳定电压与所述均值的差值绝对值；计算第个与第个疑似稳定电压在电压调节序列中对应的输出电压的采集时刻之间的差值；计算所述采集时刻之间的差值与1的和值；计算与所述和值的比值；将所述差值绝对值与所述比值的乘积作为第a个疑似稳定电压的调节稳定特征指数。

10、优选的，所述根据调节稳定特征指数的大小得到各输入电压的稳定电压，具体为：

11、将各疑似稳定电压序列中调节稳定特征指数最大值对应的疑似稳定电压作为各输入电压的稳定电压。

12、优选的，所述根据输入电压与稳定电压之间的关系得到各输入电压的预测稳定电压，具体为：

13、通过最小二乘法对所有输入电压的稳定电压进行直线拟合得到输入电压与稳定电压之间的线性回归方程；将各输入电压在线性回归方程中对应的稳定电压作为各输入电压的预测稳定电压。

14、优选的，所述根据稳定电压序列中元素差异得到各输入电压的调节平滑度，具体包括：

15、计算稳定电压序列中第r个稳定电压与第r-1个稳定电压之间的差值绝对值；计算稳定电压序列中所有所述差值绝对值的和值；将所述差值绝对值与所述和值的比值作为第r个稳定电压对应的输入电压的调节平滑度。

16、优选的，所述根据各输入电压的预测稳定电压、稳定电压及调节平滑度得到各输入电压的电压调节稳定度，具体包括：

17、计算各输入电压的预测稳定电压与稳定电压之间的差值绝对值；将各输入电压的调节平滑度与所述差值绝对值的比值作为各输入电压的调节稳定度。

18、优选的，所述根据电压调节稳定度及电压调节时间得到柔直电容器的电压调节状态评分，具体包括：

19、计算各输入电压的电压调节稳定度的归一化值；计算所述归一化值与各输入电压的电压调节时间的乘积；计算所有输入电压的所述乘积的和值；将以自然常数为底数、以所述和值的相反数为指数的指数函数的计算结果作为柔直电容器的电压调节状态评分。

20、优选的，根据柔直电容器的电压调节状态评分判断柔直电容器状态，具体为：

21、若电压调节状态评分大于预设评分阈值，则柔直电容器电压调节状态正常；反之，则柔直电容器电压调节状态异常。

22、第二方面，本发明实施例还提供了一种柔直电容器状态检测系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。

23、本发明实施例至少具有如下有益效果：

24、本发明通过分析柔直电容器的电压调节程度的评价因素，对各输入电压的电压调节序列进行异常检测，获得疑似稳定电压，根据疑似稳定电压的分布密集程度，获得稳定电压，提高了稳定电压的获取精度；进一步分析了柔直电容器在正常状态下对输入电压进行调节的稳定性对柔直电容器的电压调节状态的影响，通过最小二乘拟合计算输入电压与稳定电压之间的线性相关关系，结合调节稳定特征指数获得电压调节稳定度，电压调节稳定度反映了柔直电容器的电压调节规律的正常程度；结合电压调节稳定度和稳定电压的出现时间获得柔直电容器的电压调节状态评分，综合评价了柔直电容器在额定负载变化测试过程的电压调节状态，提高了柔直电容器的状态检测准确性。

技术特征：

1.一种柔直电容器状态检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种柔直电容器状态检测方法，其特征在于，所述根据各电压调节序列中元素变化得到各电压调节序列的疑似稳定电压，具体为：

3.如权利要求1所述的一种柔直电容器状态检测方法，其特征在于，所述根据疑似稳定电压在电压调节序列中的分布得到各疑似稳定电压的调节稳定特征指数，具体包括：

4.如权利要求1所述的一种柔直电容器状态检测方法，其特征在于，所述根据调节稳定特征指数的大小得到各输入电压的稳定电压，具体为：

5.如权利要求1所述的一种柔直电容器状态检测方法，其特征在于，所述根据输入电压与稳定电压之间的关系得到各输入电压的预测稳定电压，具体为：

6.如权利要求1所述的一种柔直电容器状态检测方法，其特征在于，所述根据稳定电压序列中元素差异得到各输入电压的调节平滑度，具体包括：

7.如权利要求1所述的一种柔直电容器状态检测方法，其特征在于，所述根据各输入电压的预测稳定电压、稳定电压及调节平滑度得到各输入电压的电压调节稳定度，具体包括：

8.如权利要求1所述的一种柔直电容器状态检测方法，其特征在于，所述根据电压调节稳定度及电压调节时间得到柔直电容器的电压调节状态评分，具体包括：

9.如权利要求1所述的一种柔直电容器状态检测方法，其特征在于，根据柔直电容器的电压调节状态评分判断柔直电容器状态，具体为：

10.一种柔直电容器状态检测系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项方法的步骤。

技术总结
本发明涉及电性能测试技术领域，具体涉及一种柔直电容器状态检测方法及系统，具体包括：在不同输入电压下采集各时刻的柔直电容器输出端的电压得到各输入电压的电压调节序列；根据各电压调节序列中异常值较小的输出电压的分布情况得到各输入电压的稳定电压；根据输入电压与稳定电压之间的线性关系得到输入电压的预测稳定电压；根据稳定电压序列中数据变化及与预测稳定电压序列之间的差异得到柔直电容器的电压调节状态评分；根据柔直电容器的电压调节状态评分判断柔直电容器的状态。从而实现柔直电容器状态检测，避免了因忽略输入端电压变化导致柔直电容器状态检测不准确的问题，提高了柔直电容器状态检测结果可靠性。

技术研发人员：宋艳召,暴环宇,丛文章,张红梅,朱晓明,张帅,金龙峰,韩彦春
受保护的技术使用者：辽宁亿金电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17