CN109521292B - 一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置 - Google Patents

一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109521292B
CN109521292B CN201811293177.XA CN201811293177A CN109521292B CN 109521292 B CN109521292 B CN 109521292B CN 201811293177 A CN201811293177 A CN 201811293177A CN 109521292 B CN109521292 B CN 109521292B
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
life
capacitors
calculating
row
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811293177.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109521292A (zh
Inventor
陈雁
洪潮
张野
许家友
汪隆君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Southern Power Grid Co Ltd
Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Original Assignee
China Southern Power Grid Co Ltd
Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Southern Power Grid Co Ltd, Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd filed Critical China Southern Power Grid Co Ltd
Priority to CN201811293177.XA priority Critical patent/CN109521292B/zh
Publication of CN109521292A publication Critical patent/CN109521292A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109521292B publication Critical patent/CN109521292B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

本发明公开了一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置，方法包括：计算电容器组中每行电容器的运行状态，根据运行状态计算每一个电容器的实际寿命；获取每一个电容器的已工作时长,根据已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度；根据每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命；选定剩余寿命最小的电容器所在的行数，当剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对行数的运行状态进行更新，并将剩余寿命的最小值记录为电容器组的子寿命；该方法通过有效地模拟电容器组中电容器的失效过程，能够准确地评估模块化多电平换流器的电容器组的寿命值，保障直流输电系统安全、稳定运行。

Description

一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置。
背景技术
近年来，柔性直流输电和静止同步补偿器技术得到了快速的发展。其中，模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)克服了两电平换流器开关频率高、损耗大的缺陷，实现高品质的电压输出、具有优良的控制特性，得到学术界和工业界的广泛认可。半桥结构的MMC子模块(Sub-module，SM)主要由2个IGBT模块和1个电容器组构成，而电容器组由多个直流支撑电容(DC-link capacitor，DCLC)串并联而成。DCLC作为组成MMC的核心器件，发挥着滤波、储能及防护等作用，其异常工作状态影响换流器整体的可靠性。电力电子换流器失效成因统计表明：DCLC诱发故障占比高达30％，是换流器可靠性最薄弱的器件。研究DCLC及其构成的电容器组(DCLC bank,DCLCB)的寿命评估与可靠性设计，不仅对保障柔性直流输电系统安全、稳定和经济运行有必要性，而且对确保清洁可再生能源大量推广使用和保障用户安全可靠用电具有历史意义和迫切性。
目前，学者主要研究了MMC的结构可靠性、桥臂子模块数量的冗余设计、MMC不同拓扑结构的配比优化等。这些方法直接套用MIL-HDBK-217F手册所提的基于恒定故障率模型的电子器件可靠性评估方法子都假设DCLC寿命服从指数分布，并用马尔科夫模型评估MMC子模块DCLCB的可靠性。然而，MMC传输功率剖面和环境温度剖面是变化的，且DCLC的失效过程具有累积性，故其失效过程不具有马尔科夫性，因而导致评估模块化多电平换流器的电容器组的寿命不准确，无法保障直流输电系统安全、稳定运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置，能够有效地模拟电容器组中电容器的失效过程，准确评估模块化多电平换流器的电容器组的寿命值，保障直流输电系统安全、稳定运行。
本发明实施例提供了一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法，包括：
确定所述电容器组串联电容器的行数以及所述电容器组每一行中并联的电容器个数；
计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命；其中，所述每行电容器的运行状态表示每行电容器中电容器失效运行的个数；
获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度；
根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命；
选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对所述行数的运行状态进行更新，并将所述剩余寿命的最小值记录为所述电容器组的子寿命；
重新计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并判断所述运行状态是否满足预设第一条件，若不满足，继续计算每一个电容器的剩余寿命和记录电容器组的子寿命；若满足，所述电容器组退出运行，并将记录下来的所有电容器组的子寿命进行累加，作为所述电容器组的寿命值。
优选地，所述计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命，具体包括：
根据所述每行电容器的运行状态，计算所述每行电容器中电容器的威布尔分布形状参数和比例参数；
根据所述形状参数、比例参数和矩阵数组，计算每一个电容器的实际寿命，其中，所述矩阵数组为在设定的区间，随机选取与所述电容器组中电容器相同个数的数据组成的矩阵数组。
优选地，所述根据所述形状参数、比例参数和矩阵数组，计算每一个电容器的实际寿命，具体包括：
根据公式
Figure GDA0002919705280000031
计算电容器的实际寿命；
其中，βn和ηn表示在运行状态为n时，电容器的威布尔分布形状参数和比例参数，Fij为所求实际寿命的电容器对应所述矩阵数组位置中的数据。
优选地，所述获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度，具体包括：
根据公式
Figure GDA0002919705280000032
计算电容器的疲劳度；
其中，tij为电容器的已工作时长,Tij为电容器的标准寿命。
优选地，所述根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命，具体包括：
根据公式Leij＝lij(1-Pij),计算电容器的剩余寿命。
优选地，所述选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，还包括：
根据公式
Figure GDA0002919705280000041
重新计算所述电容器组中的每一个电容器的疲劳度。优选地，所述预设第一条件为：每行电容器的运行状态中的最大值等于所述电容器组每一行中并联的电容器个数。
本发明实施例还提供了一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置，包括：
电容器组结构确定模块，用于确定所述电容器组串联电容器的行数以及所述电容器组每一行中并联的电容器个数；
电容器实际寿命计算模块，用于计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命；其中，所述每行电容器的运行状态表示每行电容器中电容器失效运行的个数；
电容器疲劳度计算模块，用于获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度；
电容器剩余寿命计算模块，用于根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命；
运行状态更新模块，用于选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对所述行数的运行状态进行更新，并将所述剩余寿命的最小值记录为所述电容器组的子寿命；
电容器组寿命值计算模块，用于重新计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并判断所述运行状态是否满足预设第一条件，若不满足，继续计算每一个电容器的剩余寿命和记录电容器组的子寿命；若满足，所述电容器组退出运行，并将记录下来的所有电容器组的子寿命进行累加，作为所述电容器组的寿命值。
本发明实施例还提供了一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法。
相对于现有技术，本发明实施例提供的一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法的有益效果在于：所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法，包括：确定所述电容器组串联电容器的行数以及所述电容器组每一行中并联的电容器个数；计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命；其中，所述每行电容器的运行状态表示每行电容器中电容器失效运行的个数；获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度；根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命；选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对所述行数的运行状态进行更新，并将所述剩余寿命的最小值记录为所述电容器组的子寿命；重新计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并判断所述运行状态是否满足预设第一条件，若不满足，继续计算每一个电容器的剩余寿命和记录电容器组的子寿命；若满足，所述电容器组退出运行，并将记录下来的所有电容器组的子寿命进行累加，作为所述电容器组的寿命值。该方法通过有效地模拟电容器组中电容器的失效过程，能够准确地评估模块化多电平换流器的电容器组的寿命值，保障直流输电系统安全、稳定运行。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种电容器个数为m×n的电容器组的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种电容器组中其中一行的电容器的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种电容器组寿命与电容器组寿命可靠性的关系图；
图5是本发明实施例提供的一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其是本发明实施例提供的一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法的流程图，所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法，包括：
S100：确定所述电容器组串联电容器的行数以及所述电容器组每一行中并联的电容器个数；
S200：计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命；其中，所述每行电容器的运行状态表示每行电容器中电容器失效运行的个数；
S300：获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度；
S400：根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命；
S500：选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对所述行数的运行状态进行更新，并将所述剩余寿命的最小值记录为所述电容器组的子寿命；
S600：重新计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并判断所述运行状态是否满足预设第一条件，若不满足，继续计算每一个电容器的剩余寿命和记录电容器组的子寿命；若满足，所述电容器组退出运行，并将记录下来的所有电容器组的子寿命进行累加，作为所述电容器组的寿命值。
在本实施例中，所述电容器组的寿命值可按照以上所述方法进行多次计算，得到所述电容器组的寿命分布，计算出所述电容器组的寿命期望作为所述电容器组的最终寿命值，这样可以更加准确地得到电容器组的寿命值，减少误差。
其中，请参阅图2，一般电容器组由m×n个电容器串并联构成，即电容器组每一行中并联的电容器个数为n,有m个1×n行电容器组串联,，其中1×n行电容器的结构示意图请参阅图3；设置其中一行电容器的运行状态为s，当部分电容器失效退出运行后，s增大，剩余电容器的状态发生改变，将这个过程称为失效传导。当其中一行电容器的运行状态由状态s＝0转移至状态s＝n的转移时间为该1×n行电容器组的寿命，当有一行电容器的运行状态为n时，m×n电容器组失效，电容器组退出运行，设第i行1×n电容器组的寿命为li(i＝1，2，…，m)，则m×n电容器组的寿命为lbank＝min{l1，l2，…，lm}。
在一种可选的实施例中，S200：计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命，具体包括：
根据所述每行电容器的运行状态，计算所述每行电容器中电容器的威布尔分布形状参数和比例参数；
根据所述形状参数、比例参数和矩阵数组，计算每一个电容器的实际寿命，其中，所述矩阵数组为在设定的区间，随机选取与所述电容器组中电容器相同个数的数据组成的矩阵数组。
在本实施例中，一般认为电容器的失效率会随着老化程度而增加，其寿命分布服从威布尔分布。电容器组中每行电容器的运行状态不同，电容器的电热应力也不同，平均寿命也会发生改变，威布尔分布的形状参数β和比例参数η的值也不一样；其中所述设定的区间为(0，1)，按均匀分布随机选取m×n个数组成矩阵Fm×n＝{Fij|i，j∈Z+，i≤m，j≤n}；其中，电容器威布尔分布的形状参数β和比例参数η可根据实际工程获取，或者根据电容器的寿命服从一定的分布的特性，选用威布尔分布拟合电容器的寿命分布，计算电容器威布尔分布的形状参数β和比例参数η，其概率密度函数为
Figure GDA0002919705280000081
累积分布函数为
Figure GDA0002919705280000082
在一种可选的实施例中，所述根据所述形状参数、比例参数和矩阵数组，计算每一个电容器的实际寿命，具体包括：
根据公式
Figure GDA0002919705280000083
计算电容器的实际寿命；
其中，βn和ηn表示电容器在运行状态为n时，电容器的威布尔分布形状参数和比例参数，Fij为所求实际寿命的电容器对应所述矩阵数组位置中的数据。
在本实施例中，电容器Cij在不同的运行状态s下，运行承受的电热应力不同，产生的威布尔分布形状参数和比例参数也不同。
在一种可选的实施例中，S300：获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度，具体包括：
根据公式
Figure GDA0002919705280000084
计算电容器的疲劳度；
其中，tij为电容器的已工作时长,Tij为电容器的标准寿命。
在本实施例中，电容器的标准寿命可根据电容器的型号查表可得。
在一种可选的实施例中，S400：根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命，具体包括：
根据公式Leij＝lij(1-Pij),计算电容器的剩余寿命。
在本实施例中，电容器组中电容器的运行状态转移过程即为电容器寿命消耗的过程；随着电容器寿命的消耗，电容器的疲劳度增大，剩余寿命就会减少。
在一种可选的实施例中，S500：选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，还包括：
根据公式
Figure GDA0002919705280000091
重新计算所述电容器组中的每一个电容器的疲劳度。
在本实施例中，当电容器运行状态从s转移到s+1时，说明电容器已经积累了一定的疲劳度，故可在之前疲劳度的基础上，利用所述剩余寿命最小值和相应电容器的剩余寿命计算相应电容器下一个运行状态的疲劳度。
在一种可选的实施例中，所述预设第一条件为：每行电容器的运行状态中的最大值等于所述电容器组每一行中并联的电容器个数。
下面以一种电容器组结构为2×6为例，对本发明提供的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法进行说明：
请参阅下表，其为电容器组中的电容器在6种不同运行状态下的威布尔分布形状参数和比例参数:
Figure GDA0002919705280000092
计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，根据所述每行电容器的运行状态，参考上表，得出每一个电容器的威布尔分布形状参数和比例参数；
根据公式
Figure GDA0002919705280000101
计算每一个电容器的实际寿命；
根据公式
Figure GDA0002919705280000102
计算每一个电容器的疲劳度；
根据公式Leij＝lij(1-Pij),计算每一个电容器的剩余寿命；
选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对所述行数的运行状态进行更新，并将所述剩余寿命的最小值记录为所述电容器组的子寿命；
重新计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并判断所述运行状态是否等于6，若不等于，则根据当前每行电容器的运行状态，参考上表，重新得出每一个电容器的威布尔分布形状参数和比例参数；再根据所述电容器的威布尔分布形状参数和比例参数，重新计算电容器的实际寿命，从而继续计算电容器的疲劳度电容器的剩余寿命，重新记录电容器组的子寿命，直到所述运行状态等于6时，所述电容器组才退出运行，并将记录下来的所有电容器组的子寿命进行累加，作为所述电容器组的寿命值；
由于随机生成的矩阵数组Fm*n具有不确定性，故根据所述方法得出的电容器组寿命值都不一样，所以在本实施例中重复该方法一万次，得到一万个电容器组寿命值，从而计算得出2×6结构的电容器组的寿命平均值为55年以及根据所述一万个电容器组寿命值进行威布尔分布拟合，求出2×6结构的电容器组的威布尔分布形状参数和比例参数；
根据公式
Figure GDA0002919705280000103
计算电容器组寿命的可靠性；其中t为电容器组的寿命值；请参阅图4，其是本实施例提供的电容器组的寿命与对应电容器组寿命的可靠性的关系图，在电容器组的寿命值为55年时，其电容器组寿命的可靠性为0.4，表示通过所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法计算出的电容器组寿命为55年的可靠性为0.4，由此可说明本发明所提供的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法更加准确。
请参阅图5，其是本发明实施例提供的一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置的示意图，所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置，包括：
电容器组结构确定模块1，用于确定所述电容器组串联电容器的行数以及所述电容器组每一行中并联的电容器个数；
电容器实际寿命计算模块2，用于计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命；其中，所述每行电容器的运行状态表示每行电容器中电容器失效运行的个数；
电容器疲劳度计算模块3，用于获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度；
电容器剩余寿命计算模块4，用于根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命；
运行状态更新模块5，用于选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对所述行数的运行状态进行更新，并将所述剩余寿命的最小值记录为所述电容器组的子寿命；
电容器组寿命值计算模块6，用于重新计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并判断所述运行状态是否满足预设第一条件，若不满足，继续计算每一个电容器的剩余寿命和记录电容器组的子寿命；若满足，所述电容器组退出运行，并将记录下来的所有电容器组的子寿命进行累加，作为所述电容器组的寿命值。
在本实施例中，所述电容器组的寿命值可按照以上所述方法进行多次计算，得到所述电容器组的寿命分布，计算出所述电容器组的寿命期望作为所述电容器组的最终寿命值，这样可以更加准确地得到电容器组的寿命值，减少误差。
本发明实施例还提供了一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成如图4所示的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置的功能模块。
所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置的示例，并不构成对模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述**装置/终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法。
相对于现有技术，本发明实施例提供的一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法的有益效果在于：所述模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法，包括：确定所述电容器组串联电容器的行数以及所述电容器组每一行中并联的电容器个数；计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命；其中，所述每行电容器的运行状态表示每行电容器中电容器失效运行的个数；获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度；根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命；选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对所述行数的运行状态进行更新，并将所述剩余寿命的最小值记录为所述电容器组的子寿命；重新计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并判断所述运行状态是否满足预设第一条件，若不满足，继续计算每一个电容器的剩余寿命和记录电容器组的子寿命；若满足，所述电容器组退出运行，并将记录下来的所有电容器组的子寿命进行累加，作为所述电容器组的寿命值。该方法通过有效地模拟电容器组中电容器的失效过程，能够准确地评估模块化多电平换流器的电容器组的寿命值，保障直流输电系统安全、稳定运行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法，其特征在于，包括：
确定所述电容器组串联电容器的行数以及所述电容器组每一行中并联的电容器个数；
计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命；其中，所述每行电容器的运行状态表示每行电容器中电容器失效运行的个数；具体包括：根据所述每行电容器的运行状态，计算所述每行电容器中电容器的威布尔分布形状参数和比例参数；根据所述形状参数、比例参数和矩阵数组，计算每一个电容器的实际寿命，其中，所述矩阵数组为在设定的区间，随机选取与所述电容器组中电容器相同个数的数据组成的矩阵数组；
获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度；
根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命；
选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对所述行数的运行状态进行更新，并将所述剩余寿命的最小值记录为所述电容器组的子寿命；
重新计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并判断所述运行状态是否满足预设第一条件，若不满足，继续计算每一个电容器的剩余寿命和记录电容器组的子寿命；若满足，所述电容器组退出运行，并将记录下来的所有电容器组的子寿命进行累加，作为所述电容器组的寿命值；所述预设第一条件为：每行电容器的运行状态中的最大值等于所述电容器组每一行中并联的电容器个数。
2.如权利要求1所述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法，其特征在于，所述根据所述形状参数、比例参数和矩阵数组，计算每一个电容器的实际寿命，具体包括：
根据公式
Figure FDA0002919705270000021
计算电容器的实际寿命；
其中，βn和ηn表示在运行状态为n时，电容器的威布尔分布形状参数和比例参数，Fij为所求实际寿命的电容器对应所述矩阵数组位置中的数据。
3.如权利要求1所述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法，其特征在于，所述获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度，具体包括：
根据公式
Figure FDA0002919705270000022
计算电容器的疲劳度；
其中，tij为电容器的已工作时长,Tij为电容器的标准寿命。
4.如权利要求1所述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法，其特征在于，所述根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命，具体包括：
根据公式Leij＝lij(1-Pij),计算电容器的剩余寿命。
5.如权利要求1所述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法，其特征在于，所述选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，还包括：
根据公式
Figure FDA0002919705270000023
重新计算所述电容器组中的每一个电容器的疲劳度。
6.一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置，其特征在于，包括：
电容器组结构确定模块，用于确定所述电容器组串联电容器的行数以及所述电容器组每一行中并联的电容器个数；
电容器实际寿命计算模块，用于计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并根据所述运行状态计算每一个电容器的实际寿命；其中，所述每行电容器的运行状态表示每行电容器中电容器失效运行的个数；具体包括：根据所述每行电容器的运行状态，计算所述每行电容器中电容器的威布尔分布形状参数和比例参数；根据所述形状参数、比例参数和矩阵数组，计算每一个电容器的实际寿命，其中，所述矩阵数组为在设定的区间，随机选取与所述电容器组中电容器相同个数的数据组成的矩阵数组；
电容器疲劳度计算模块，用于获取每一个电容器的已工作时长,根据所述每一个电容器已工作时长和每一个电容器的标准寿命，计算对应的电容器的疲劳度；
电容器剩余寿命计算模块，用于根据所述每一个电容器的实际寿命和对应的疲劳度，计算每一个电容器的剩余寿命；
运行状态更新模块，用于选定所述剩余寿命最小的电容器所在的行数，当所述剩余寿命最小的电容器运行至剩余寿命为零时，对所述行数的运行状态进行更新，并将所述剩余寿命的最小值记录为所述电容器组的子寿命；
电容器组寿命值计算模块，用于重新计算所述电容器组中每行电容器的运行状态，并判断所述运行状态是否满足预设第一条件，若不满足，继续计算每一个电容器的剩余寿命和记录电容器组的子寿命；若满足，所述电容器组退出运行，并将记录下来的所有电容器组的子寿命进行累加，作为所述电容器组的寿命值；所述预设第一条件为：每行电容器的运行状态中的最大值等于所述电容器组每一行中并联的电容器个数。
7.一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法。
CN201811293177.XA 2018-11-01 2018-11-01 一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置 Active CN109521292B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811293177.XA CN109521292B (zh) 2018-11-01 2018-11-01 一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811293177.XA CN109521292B (zh) 2018-11-01 2018-11-01 一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109521292A CN109521292A (zh) 2019-03-26
CN109521292B true CN109521292B (zh) 2021-07-20

Family

ID=65774230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811293177.XA Active CN109521292B (zh) 2018-11-01 2018-11-01 一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109521292B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111474437B (zh) * 2019-11-27 2022-01-28 南京埃斯顿自动化股份有限公司 一种电解电容寿命实时在线预测的方法
CN113178875B (zh) * 2021-05-13 2023-03-14 国家电网有限公司 应用于66kV配电网的串联补偿系统及其控制方法
CN113964847B (zh) * 2021-11-10 2023-10-27 上海希形科技有限公司 用于tsc的延长电容寿命的方法及系统
CN116298652B (zh) * 2023-05-22 2023-07-21 广东电网有限责任公司阳江供电局 一种mmc换流阀功率模块剩余寿命评估方法和系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101535162A (zh) * 2006-12-25 2009-09-16 三菱电机株式会社 电梯控制装置
CN103543346A (zh) * 2012-07-12 2014-01-29 四川云翔电子科技有限公司 一种薄膜电容器寿命预测方法
CN108414856A (zh) * 2018-02-26 2018-08-17 南方电网科学研究院有限责任公司 模块化多电平换流器的子模块电容器的寿命评估方法及装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10345360B2 (en) * 2015-06-04 2019-07-09 Fujitsu Limited Capacitor life diagnosis device, capacitor life diagnosis method, and program
JP6666551B2 (ja) * 2016-04-07 2020-03-18 富士通株式会社 コンデンサ寿命診断装置、コンデンサ寿命診断方法及びプログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101535162A (zh) * 2006-12-25 2009-09-16 三菱电机株式会社 电梯控制装置
CN103543346A (zh) * 2012-07-12 2014-01-29 四川云翔电子科技有限公司 一种薄膜电容器寿命预测方法
CN108414856A (zh) * 2018-02-26 2018-08-17 南方电网科学研究院有限责任公司 模块化多电平换流器的子模块电容器的寿命评估方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
脉冲功率应用中的金属化膜电容器寿命预测;李化 等;《强激光与粒子束》;20140430;第26卷(第4期);第1-6页 *
金属化膜电容器寿命预测方法;熊诗成 等;《高电压技术》;20180731;第44卷(第7期);第2378-2384页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109521292A (zh) 2019-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109521292B (zh) 一种模块化多电平换流器的电容器组寿命评估方法与装置
CN110457732B (zh) 交直流电力系统的混合仿真方法、装置及存储介质
CN111697590A (zh) 一种基于熵权法的电力系统关键节点识别方法及系统
CN109066650B (zh) 电力系统脆弱性评估方法及终端设备
CN108399505B (zh) 分布式光伏电源接入容量规划方法及终端设备
CN113568740A (zh) 基于联邦学习的模型聚合方法、系统、设备及介质
CN113487182B (zh) 设备健康状态评估方法、装置、计算机设备和介质
CN108009582B (zh) 一种电子设备标准工作指标设置的方法
CN107977626B (zh) 一种电子设备工作数据的分组方法
CN116049658B (zh) 一种风电机组异常数据识别方法、系统、设备及介质
CN113592192A (zh) 短期电力负荷预测方法、装置及终端设备
CN112906757A (zh) 模型训练方法、光功率预测方法、装置、设备及存储介质
CN115964951A (zh) 电力系统运行可靠性评估方法、装置及电子设备
CN113486583B (zh) 设备的健康评估方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质
CN115275975A (zh) 一种光储充电站电力数据匹配度的确定方法及装置
CN111555269B (zh) 电网备用容量的分析方法、装置、终端设备及存储介质
CN109149655A (zh) 一种风电消纳水平的计算方法、装置与存储介质
CN111967682A (zh) 设备上架方案寻优方法、装置及终端设备
CN112531629B (zh) 配电网保护定值自动整定方法、装置及终端设备
CN115063255B (zh) 一种海上风电场的运维资源优化配置方法、装置及系统
CN112183644B (zh) 指标稳定性的监控方法、装置、计算机设备及介质
CN110224441B (zh) 电厂机组恢复顺序优化方法及装置
CN113221306B (zh) 基于自适应状态观测器的配网拓扑检测方法、装置及设备
CN117557125A (zh) 一种电力系统灵活性资源调节能力评价方法及系统
CN117350794A (zh) 一种基于多模型融合的日前电价预测方法、装置及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant