[发明专利]基于回归分析的电磁环境中TCU失效预警方法

说明书

本发明公开了一种基于回归分析的电磁环境中TCU失效预警方法，包括步骤：(1)通过电磁时域仿真软件确定TCU电路板图上的敏感器件；(2)在敏感器件上设置若干个探头，监视感应电压波动或感应电流波动，若出现异常则记录到异常日志中；(3)对异常日志p_n进行信息提取，构造异常信息向量s_n，并评估其失效模式概率(4)建立历史异常信息与失效模式之间的关系，构造失效检测器；(5)利用失效检测器对实时异常信息向量s_n进行评估，判断其失效趋势及是否发出预警。本发明充分利用回归分析有监督学习的特征，不断扩大失效模式，修正预警时间参数，提高预警的精确性。本发明方法可为晶闸管级的检修提供支撑，应用价值和前景巨大。

技术领域

本发明涉及电磁兼容技术，尤其涉及一种基于回归分析的电磁环境中TCU失效预警方法。

背景技术

高压直流输电(HVDC)是目前世界上解决高电压、大容量、远距离送电以及电网互联的一个重要手段。较之传统换流站，高压直流换流站中有更多的交直流一次设备与二次设备。高压直流换流站站内的电磁干扰源众多，电磁环境恶劣，严重影响阀控系统的正常运行，进而导致换流阀无法正常工作。

ABB公司换流阀的阀控系统技术是目前国内直流工程最广泛采用的阀控技术之一，它能够可靠地触发、保护并监视晶闸管。ABB阀控系统主要由晶闸管控制单元(Thyristor Control Unit，TCU)、阀控制单元(Valve Control Unit，VCU)、晶闸管监视单元(Thyristor Monitoring，THM)及光纤传输设备构成。其中，晶闸管控制单元TCU被固定在晶闸管阴极侧的散热器上，承担着晶闸管的触发导通与截止任务，是阀控设备中的关键部件。由于阀塔内部电磁干扰源众多，TCU又是触发晶闸管的直接部件，因此经常出现TCU故障而导致的换流阀工作异常，从而使整个电能转化系统故障。

在晶闸管级投入运行后，由于电磁骚扰的存在，TCU的运行状况严峻，经常出现因过电流、过电压引发的器件的损坏，从而导致IP丢失、IP震荡、门极触发脉冲丢失等异常现象，有时也可能引发隐性失效，即内部器件虽然已经发生失效，但仍能保持运行，只有当外部扰动时才能将问题暴露出来。对此，传统的检测方法已不再适用，亟需一个可靠的预警方法让系统在TCU失效之前发出预警，从而使得维护检修能在充足的时间内完成。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于回归分析的电磁环境中TCU失效预警方法，利用回归分析监督学习，扩大失效模式，修正预警时间参数，从而提高预警精确性。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于回归分析的电磁环境中TCU失效预警方法，包括步骤：

(1)通过电磁时域仿真软件确定TCU电路板图上的敏感器件；

(2)在敏感器件上设置若干个探头，监视感应电压波动或感应电流波动，若出现异常则记录到异常日志中；

(3)对异常日志p_n进行信息提取，构造异常信息向量s_n，并评估其失效模式概率

(4)建立历史异常信息与失效模式之间的关系，构造失效检测器；

(5)利用失效检测器对实时异常信息向量s_n进行评估，判断其失效趋势及是否发出预警。

进一步地，所述步骤1具体包括：

(1.1)将TCU电路板图导入电磁时域仿真软件中；

(1.2)设置相关材料属性、边界条件与电磁骚扰信号；

(1.3)在特定频率点设立电场监视器与磁场监视器；

(1.4)监测得到电场强度大的器件和磁场强度大的线路。