[发明专利]一种预测UPS系统中电力电子器件剩余寿命的方法

说明书

本发明提供一种预测UPS系统中电力电子器件剩余寿命的方法，所述方法包括以下步骤：从IGBT开始工作时刻计时，测量IGBT两端的电压和流过IGBT的电流，并计算出导通电阻，将工作时间和对应的导通电阻保存起来，作为训练样本和测试样本；利用训练样本训练支持向量机，采用粒子群算法进行参数寻优，根据所求的最佳参数重新训练支持向量机，获得最优的支持向量机模型回归模型，并利用训练样本和测试样本对优化的支持向量机进行训练和测试；将计算出的导通电阻输入经优化和训练好的支持向量机回归模型来预测IGBT已工作的时间，获得所预测的IGBT剩余寿命。本发明简单易行、精确度高，是一种能够有效预测IGBT剩余寿命的方法。

技术领域

本发明属于UPS系统技术领域，特别涉及一种预测UPS系统中电力电子器件剩余寿命的方法。

背景技术

不间断电源(UPS)系统，诞生于20世纪80年代。由于可以保证电能质量和电网稳定运行，以及严重负荷情况下的系统稳定性，UPS系统得到了越来越多的关注和重视。顾名思义，UPS系统是能够向重要负荷提供的电能的枢纽，也就是说，UPS系统的功能设计将会直接影响供电质量以及负荷运行的稳定性和可靠性，即使UPS系统发生轻微故障，也可能造成严重后果，带来巨大的经济损失。

以事后维护和有计划的预防维护为代表的传统维护方法耗费资源，而且效率低下，已逐渐被PHM技术淘汰。PHM(Prognostics and Health Management)即故障预测与健康管理技术起源于上世纪末，为了以更经济有效的方式满足信息化战争对武器装备作战效能和快捷、精确、持续保障的要求。经过20年的发展已日趋成熟，应用越来越广泛，PHM能够对未来健康状态进行预测，变被动式的维护活动为先导性的维护保障活动，PHM首先需要采集系统的信息，如系统的运行状态信息，环境信息，通过信息处理技术、借助推理算法来检测和评估系统的健康状态。

为此，针对UPS系统中电力电子器件，需要提供一种预测UPS系统中电力电子器件的剩余寿命的方法，实现对UPS系统中存在的电力电子器件IGBT剩余寿命进行预测，从而做出相应的维护决策。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种预测UPS系统中电力电子器件剩余寿命的方法，提供一种简单易行、准确度高、能够有效实现电力电子器件剩余寿命预测方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明实施例提供了一种预测UPS系统中电力电子器件剩余寿命的方法，所述方法包括以下步骤：

从IGBT开始工作时刻计时，每当IGBT工作一定的时间，测量IGBT两端的电压和流过IGBT的电流，并计算出导通电阻，将工作时间和对应的导通电阻保存起来，作为训练样本和测试样本；

利用训练样本训练支持向量机，采用粒子群算法进行参数寻优，根据所求的最佳参数重新训练支持向量机，获得最优的支持向量机模型回归模型，并利用训练样本和测试样本对优化的支持向量机进行训练和测试；

将计算出的导通电阻输入经优化和训练好的支持向量机回归模型来预测IGBT已工作的时间，获得所预测的IGBT剩余寿命。

所述导通电阻为导通期间的一段时间内的电压变化量与电流变化量之比。

所述利用训练样本训练支持向量机，采用粒子群算法进行参数寻优，根据所求的最佳参数重新训练支持向量机，获得最优的支持向量机模型回归模型，并利用训练样本和测试样本对优化的支持向量机进行训练和测试包括：

初始化粒子群每个粒子的速度；

计算每个粒子的适应度；

确定每个粒子的个体极值点和全局最优极值点；

更新每个粒子的位置和速度；