CN110068758A - 柔性直流换流阀监测诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性直流换流阀监测诊断系统，包括：分别与控制单元相连的信号采集单元、数据存储单元、健康状态评估单元、故障诊断单元和维护管理单元；控制单元接收信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据运行特征状态信号得到系统实时运行数据；数据存储单元存储系统实时运行数据；健康评估单元接收到控制单元的评估信号后，根据系统实时运行数据得到换流阀的健康状态，绘制健康因子曲线图；故障诊断单元根据系统实时运行数据对故障进行诊断和定位；维护管理单元用于根据健康因子曲线图预测柔性直流换流阀的故障预测状态，得出维护建议。本发明公开的柔性直流换流阀监测诊断系统能够通过实时监控直流输电系统运行的特征状态，获取换流阀的运行状态，并对换流阀的故障状态进行预测。

Description

柔性直流换流阀监测诊断系统

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种柔性直流换流阀监测诊断系统。

背景技术

在直流输电领域中，安全性和可靠性非常重要。柔性直流输电系统处于频繁的内外部冲击作用下，如电网震荡、畸变、谐波、误操作等外部因素及系统老化、累积损伤等内部因素，严重时会造成系统故障甚至导致系统损坏。

为了避免柔性直流输电系统发生大型故障甚至灾难性事故，必须尽早发现柔性直流故障的早期症状或者小的故障。相对于常规晶闸管换流阀，柔直换流阀的拓扑结构、控制原理及其运行工况更加多样化，运行特性也更加复杂。

由于现有的柔性直流工程投运时间较短，缺乏长期的运行数据积累，目前尚未掌握高功率柔性直流换流阀长期运行特性。

发明内容

本发明实施例提供一种柔性直流换流阀监测诊断系统，能够通过实时监控直流输电系统运行的特征状态，获取换流阀的运行状态，并对换流阀的故障状态进行预测。

本发明实施例一提供一种柔性直流换流阀监测诊断系统，包括：分别与控制单元相连的信号采集单元、数据存储单元、健康状态评估单元、故障诊断单元和维护管理单元；

所述控制单元接收所述信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据所述运行特征状态信号得到系统实时运行数据；

所述数据存储单元存储所述系统实时运行数据；

所述健康评估单元接收到所述控制单元的评估信号后，根据所述系统实时运行数据得到换流阀的健康状态；所述健康评估单元还可用于根据所述系统实时运行数据绘制健康因子曲线图；

所述故障诊断单元根据所述系统实时运行数据对故障进行诊断和定位；

所述维护管理单元用于接收所述控制单元的维护指令，并根据所述健康因子曲线图预测所述柔性直流换流阀的故障预测状态，得出维护建议。

作为上述方案的改进，所述信号采集单元包括电流信号采集单元、电压信号采集单元和温度信号采集单元；

所述电流信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括换流变压器阀侧电流和柔性直流换流阀直流电流；

所述电压信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀交流同步电压、换流变压器阀侧电压、柔性直流换流阀控制脉冲和直流电压；

所述温度信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀水冷系统进水口温度、柔性直流换流阀水冷系统出水口温度。

作为上述方案的改进，所述控制单元接收所述信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据所述运行特征状态信号得到系统实时运行数据，具体为：

所述控制单元对所述系统运行特征状态信号进行滤波处理、电气量间关系校验，通过公式(1)所示的傅里叶算法提取出各个信号的特征量；公式(1)如下所示：

式中，a₀、a_n和b_n为傅立叶系数，定义如下：

将所述各个信号的特征量作为所述系统实时运行数据。

作为上述方案的改进，所述健康评估单元接收到所述控制单元的评估信号后，根据所述系统实时运行数据得到换流阀的健康状态，具体为：

将健康状态划分为健康、亚健康和故障三个状态，为所述各个信号的特征量定义健康状态识别参数k，定义如下：

式中，y为特征量测量值，y₀为特征量参考值。健康状态划分方法如下：

式中，x₁和x₂为预设的参数。

作为上述方案的改进，所述健康评估单元还可用于根据所述系统实时运行数据绘制健康因子曲线图，具体为，将所述系统实时运行数据中的所述各个信号的特征量作为健康因子，利用灰色Verhulst模型进行绘制所述健康因子曲线图；

得到所述灰色Verhulst模型的步骤如下：

设原始数据序列为X⁽⁰⁾：

X⁽⁰⁾＝[x⁽⁰⁾(1),x⁽⁰⁾(2),...,x⁽⁰⁾(n)]

X⁽¹⁾是X⁽⁰⁾的一次累加生成(1-AGO)序列：

X⁽¹⁾＝[x⁽¹⁾(1),x⁽¹⁾(2),...,x⁽¹⁾(n)]

Z⁽¹⁾是X⁽¹⁾的紧邻均值生成序列：

Z⁽¹⁾＝[z⁽¹⁾(2),z⁽¹⁾(3),...,z⁽¹⁾(n)]

Z⁽¹⁾(k)＝0.5[x⁽¹⁾(k)-x⁽¹⁾(k-1)],(k＝2,3,...,n)

则灰色Verhulst模型定义如下：

X⁽⁰⁾+aZ⁽¹⁾＝b(Z⁽¹⁾)²

式中，a和b均为参数；称为灰色Verhulst模型的白化方程，t为时间；

基于所述灰色Verhulst模型定义，若有u＝[a,b]^T为参数列，并且满足如下公式：

则参数列u的最小二乘估计满足：

所述灰色Verhulst模型的白化方程的解如下：

所述灰色Verhulst模型的时间响应序列为：

对所述时间响应序列进行累减还原，则原始数据序列的灰色Verhulst预测结果为：

根据所述灰色Verhulst预测结果绘制所述健康因子曲线图。

作为上述方案的改进，所述故障诊断单元根据所述系统实时运行数据对故障进行诊断和定位包括：整体诊断法和故障定位法；

所述整体诊断法包括：柔性直流换流阀整体电气损耗计算法、功率模块平均开关频率监测法、水冷系统温度统计法和驱动单元监测法；

所述故障定位法包括：换流阀内部功率模块故障率统计法和桥臂电容电压测量法；

所述柔性直流换流阀整体电气损耗计算法具体为：

根据所述换流变压器阀侧电流、柔性直流换流阀直流电流、柔性直流换流阀交流同步电压、换流变压器阀侧电压、柔性直流换流阀控制脉冲和直流电压得到交流系统的有功功率和直流系统的有功功率；

具体的计算公式如下：

式中，P_Loss1是柔性直流换流阀的整流状态电气损耗，P_Loss2是柔性直流换流阀的逆变状态电气损耗，P_AC是所述交流系统的有功功率，P_DC是所述直流系统的有功功率；当直流系统处于整流状态时，柔性直流换流阀的电气损耗等于交流系统的有功功率减去直流系统的有功功率；当直流系统处于逆变状态时，柔性直流换流阀的电气损耗等于直流系统的有功功率减去交流系统的有功功率；

若所述P_Loss1或P_Loss2超过预设的损耗范围，判定为柔性直流换流阀出现了故障；

所述功率模块平均开关频率监测法具体为：

判断柔性直流换流阀中控制功率模块IGBT的驱动单元发送给IGBT的开关频率平均值是否在预设的频率平均值范围内波动，若所述频率平均值超过了所述预设的频率平均值范围，判定为柔性直流换流阀出现了故障；

所述水冷系统温度统计法具体为：

通过公式ΔT＝T_out-T_in，计算所述柔性直流换流阀中水冷系统的进出水温差，判断所述进出水温差是否超过预设的进出水温差范围，若是，判定为柔性直流换流阀出现了故障；式中，ΔT是水冷系统的进出水温差，T_in是所述柔性直流换流阀水冷系统进水口温度水，T_out是所述柔性直流换流阀水冷系统出水口温度；

所述驱动单元监测法具体为：

判断所述柔性直流换流阀的驱动单元通常会配置一个反馈信号通道，控制单元下发控制信号后，驱动单元会将控制信号转换成柔性直流换流阀的触发信号，柔性直流换流阀收到驱动单元发送的触发信号后，会根据触发信号的要求工作，同时返回一个回馈信号到驱动单元，代表柔性直流换流阀工作正常。因此，一旦该信号没有回传或者回传不正常，则可认为柔性直流换流阀出现了故障。

所述换流阀内部功率模块故障率统计法具体为：

统计换流阀内部IGBT模块的故障退出个数，若所述故障退出个数与总IGBT模块个数之比大于预设的冗余模块比例，则可认为柔性直流换流阀的IGBT模块部位发生了故障；

所述桥臂电容电压测量法具体为：

判断所述柔性直流换流阀中所述电容器的直流电压是否超过预设的电容器的直流电压范围，若是，判定为该电容器出现了老化或者损坏。

本发明实施例提供的一种柔性直流换流阀监测诊断系统与现有技术相比，具有如下有益效果：

能够实时监测柔性直流换流阀运行的关键特征状态信息，提取特征量作为系统实时运行数据，健康评估单元根据该系统实时运行数据判断换流阀处于健康、亚健康还是故障状态，并通过绘制健康因子曲线对换流阀的剩余寿命和未来运行状态进行预测；通过故障诊断单元的诊断和定位得到换流阀中的具体故障部位，减少了运维人员的维护工作量和工作时间；维护管理单元根据健康评估单元和故障诊断单元的评估和诊断结果得出维护建议，以使运维人员能够通过外部安全控制措施来避免系统的潜在故障的发生，最大程度上保障直流系统的安全稳定运行。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种柔性直流换流阀监测诊断系统的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种IGBT健康因子曲线图。

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。

参见图1，是本发明实施例提供的一种柔性直流换流阀监测诊断系统的结构示意图，包括：

分别与控制单元101相连的信号采集单元102、数据存储单元103、健康状态评估单元104、故障诊断单元105和维护管理单元106；

控制单元101接收信号采集单元102采集的系统运行特征状态信号，并根据运行特征状态信号得到系统实时运行数据；

数据存储单元103存储系统实时运行数据；

健康状态评估单元104接收到控制单元101的评估信号后，根据系统实时运行数据得到换流阀的健康状态；健康状态评估单元104还可用于根据系统实时运行数据绘制健康因子曲线图；

故障诊断单元105根据系统实时运行数据对故障进行诊断和定位；

维护管理单元106用于接收控制单元101的维护指令，并根据健康因子曲线图预测柔性直流换流阀的故障预测状态，得出维护建议。

进一步的，信号采集单元102包括电流信号采集单元、电压信号采集单元和温度信号采集单元；

电流信号采集单元采集的系统运行特征状态信号包括换流变压器阀侧电流和柔性直流换流阀直流电流；

电压信号采集单元采集的系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀交流同步电压、换流变压器阀侧电压、柔性直流换流阀控制脉冲和直流电压；

温度信号采集单元采集的系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀水冷系统进水口温度、柔性直流换流阀水冷系统出水口温度。

进一步的，控制单元101接收信号采集单元102采集的系统运行特征状态信号，并根据运行特征状态信号得到系统实时运行数据，具体为：

控制单元101对系统运行特征状态信号进行滤波处理、电气量间关系校验，通过公式(1)所示的傅里叶算法提取出各个信号的特征量；公式(1)如下所示：

式中，a₀、a_n和b_n为傅立叶系数，定义如下：

将各个信号的特征量作为系统实时运行数据。

进一步的，健康状态评估单元104接收到控制单元101的评估信号后，根据系统实时运行数据得到换流阀的健康状态，具体为：

将健康状态划分为健康、亚健康和故障三个状态，为各个信号的特征量定义健康状态识别参数k，定义如下：

式中，y为特征量测量值，y₀为特征量参考值。健康状态划分方法如下：

式中，x₁和x₂为预设的参数。

优选的，柔性直流换流阀的亚健康状态是一种系统介于健康和故障之间的老化状态，如果这种健康老化程度不能被提前评估和识别，随着外部系统和阀体内部状态的叠加，柔性直流换流阀将慢慢进入故障状态，这有可能导致直流系统闭锁停运甚至发生电力事故。

进一步的，健康状态评估单元104还可用于根据系统实时运行数据绘制健康因子曲线图，具体为，将系统实时运行数据中的各个信号的特征量作为健康因子，利用灰色Verhulst模型进行绘制健康因子曲线图；

得到灰色Verhulst模型的步骤如下：

设原始数据序列为X⁽⁰⁾：

X⁽⁰⁾＝[x⁽⁰⁾(1),x⁽⁰⁾(2),...,x⁽⁰⁾(n)]

X⁽¹⁾是X⁽⁰⁾的一次累加生成(1-AGO)序列：

X⁽¹⁾＝[x⁽¹⁾(1),x⁽¹⁾(2),...,x⁽¹⁾(n)]

Z⁽¹⁾是X⁽¹⁾的紧邻均值生成序列：

Z⁽¹⁾＝[z⁽¹⁾(2),z⁽¹⁾(3),...,z⁽¹⁾(n)]

Z⁽¹⁾(k)＝0.5[x⁽¹⁾(k)-x⁽¹⁾(k-1)],(k＝2,3,...,n)

则灰色Verhulst模型定义如下：

X⁽⁰⁾+aZ⁽¹⁾＝b(Z⁽¹⁾)²

式中，a和b均为参数；称为灰色Verhulst模型的白化方程，t为时间；

基于灰色Verhulst模型定义，若有u＝[a,b]^T为参数列，并且满足如下公式：

则参数列u的最小二乘估计满足：

灰色Verhulst模型的白化方程的解如下：

灰色Verhulst模型的时间响应序列为：

对时间响应序列进行累减还原，则原始数据序列的灰色Verhulst预测结果为：

根据灰色Verhulst预测结果绘制健康因子曲线图。

优选的，柔性直流换流阀内部的特征参数众多，若将每一个特征参数都用于健康状况的评估，溶体导致数据量过于庞大而且效率不高；部分特征参数随着柔性直流换流阀器件的老化变化十分显著，而部分特征参数变化相对缓慢，因此，对应每一个器件，可以选择随着老化变化最大的参数作为健康因子。可选地，IGBT可以选取门极-发射极导通压降作为健康因子，桥臂电容可以选取电容器容值作为健康因子，水冷系统可以选择温度差作为健康因子，功率模块可以选取平均开关频率作为健康因子等。

参见图2，是本实施例提供的一种IGBT健康因子曲线图，数据存储单元存储生成的健康因子曲线图，运维人员可以根据健康因子曲线图直观地获得IGBT运行状态从而获得柔性直流换流阀长期运行规律，找到当前柔性直流换流阀的健康因子所处的位置，预测柔性直流换流阀的剩余寿命以及可能出现故障的部位。

进一步的，故障诊断单元105根据系统实时运行数据对故障进行诊断和定位包括：整体诊断法和故障定位法；

整体诊断法包括：柔性直流换流阀整体电气损耗计算法、功率模块平均开关频率监测法、水冷系统温度统计法和驱动单元监测法；

故障定位法包括：换流阀内部功率模块故障率统计法和桥臂电容电压测量法；

柔性直流换流阀整体电气损耗计算法具体为：

根据换流变压器阀侧电流、柔性直流换流阀直流电流、柔性直流换流阀交流同步电压、换流变压器阀侧电压、柔性直流换流阀控制脉冲和直流电压得到交流系统的有功功率和直流系统的有功功率；

具体的计算公式如下：

式中，P_Loss1是柔性直流换流阀的整流状态电气损耗，P_Loss2是柔性直流换流阀的逆变状态电气损耗，P_AC是交流系统的有功功率，P_DC是直流系统的有功功率；当直流系统处于整流状态时，柔性直流换流阀的电气损耗等于交流系统的有功功率减去直流系统的有功功率；当直流系统处于逆变状态时，柔性直流换流阀的电气损耗等于直流系统的有功功率减去交流系统的有功功率；

若P_Loss1或P_Loss2超过预设的损耗范围，判定为柔性直流换流阀出现了故障；

功率模块平均开关频率监测法具体为：

判断柔性直流换流阀中控制功率模块IGBT的驱动单元发送给IGBT的开关频率平均值是否在预设的频率平均值范围内波动，若频率平均值超过了预设的频率平均值范围，判定为柔性直流换流阀出现了故障；

水冷系统温度统计法具体为：

通过公式ΔT＝T_out-T_in，计算柔性直流换流阀中水冷系统的进出水温差，判断进出水温差是否超过预设的进出水温差范围，若是，判定为柔性直流换流阀出现了故障；式中，ΔT是水冷系统的进出水温差，T_in是柔性直流换流阀水冷系统进水口温度水，T_out是柔性直流换流阀水冷系统出水口温度；

驱动单元监测法具体为：

判断柔性直流换流阀的驱动单元通常会配置一个反馈信号通道，控制单元101下发控制信号后，驱动单元会将控制信号转换成柔性直流换流阀的触发信号，柔性直流换流阀收到驱动单元发送的触发信号后，会根据触发信号的要求工作，同时返回一个回馈信号到驱动单元，代表柔性直流换流阀工作正常。因此，一旦该信号没有回传或者回传不正常，则可认为柔性直流换流阀出现了故障。

换流阀内部功率模块故障率统计法具体为：

统计换流阀内部IGBT模块的故障退出个数，若故障退出个数与总IGBT模块个数之比大于预设的冗余模块比例，则可认为柔性直流换流阀的IGBT模块部位发生了故障；

桥臂电容电压测量法具体为：

判断柔性直流换流阀中电容器的直流电压是否超过预设的电容器的直流电压范围，若是，判定为该电容器出现了老化或者损坏。

优选的，维护管理单元106得出的维护建议可以是收到控制单元传送的控制指令和数据后，根据健康状态和故障诊断单元定位的故障位置，参考事先设定的检修维护预案，生成检修维护建议报告，并返回控制单元。

优选的，检修维护预案为预先生成的存储于数据存储单元103的维护预案。

优选的，数据存储单元103还可以存储健康因子曲线。

优选的，控制单元101可以包括数字信号处理器和现场可编程门阵列；控制单元101可通过CAN通信、I/O信号接口与以太网、5G通信控制协调各个其他单元的工作。

优选的，控制单元101还可以与人机交互界面连接，以使运维人员不仅能够通过人机交互界面获取信息，还能够通过直接操作人机交互界面从而令控制单元调取数据存储单元103中的信息进行查询。

本发明实施例提供的一种柔性直流换流阀监测诊断系统与现有技术相比，具有如下有益效果：

能够实时监测柔性直流换流阀运行的关键特征状态信息，提取特征量作为系统实时运行数据，健康评估单元根据该系统实时运行数据判断换流阀处于健康、亚健康还是故障状态，并通过绘制健康因子曲线对换流阀的剩余寿命和未来运行状态进行预测；通过故障诊断单元的诊断和定位得到换流阀中的具体故障部位，减少了运维人员的维护工作量和工作时间；维护管理单元根据健康评估单元和故障诊断单元的评估和诊断结果得出维护建议，以使运维人员能够通过外部安全控制措施来避免系统的潜在故障的发生，最大程度上保障直流系统的安全稳定运行。

需说明的是，以上所描述的系统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。

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 (6)

1.一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，包括：分别与控制单元相连的信号采集单元、数据存储单元、健康状态评估单元、故障诊断单元和维护管理单元；

所述控制单元接收所述信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据所述运行特征状态信号得到系统实时运行数据；

所述数据存储单元存储所述系统实时运行数据；

所述健康评估单元接收到所述控制单元的评估信号后，根据所述系统实时运行数据得到换流阀的健康状态；所述健康评估单元还可用于根据所述系统实时运行数据绘制健康因子曲线图；

所述故障诊断单元根据所述系统实时运行数据对故障进行诊断和定位；

所述维护管理单元用于接收所述控制单元的维护指令，并根据所述健康因子曲线图预测所述柔性直流换流阀的故障状态，得出维护建议。

2.如权利要求1所述的一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，所述信号采集单元包括电流信号采集单元、电压信号采集单元和温度信号采集单元；

所述电流信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括换流变压器阀侧电流和柔性直流换流阀直流电流；

所述电压信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀交流同步电压、换流变压器阀侧电压、柔性直流换流阀控制脉冲和直流电压；

所述温度信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀水冷系统进水口温度、柔性直流换流阀水冷系统出水口温度。

3.如权利要求2所述的一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，所述控制单元接收所述信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据所述运行特征状态信号得到系统实时运行数据，具体为：

所述控制单元对所述系统运行特征状态信号进行滤波处理、电气量间关系校验，通过公式(1)所示的傅里叶算法提取出各个信号的特征量；公式(1)如下所示：

式中，a₀、a_n和b_n为傅立叶系数，定义如下：

将所述各个信号的特征量作为所述系统实时运行数据。

4.如权利要求3所述的一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，所述健康评估单元接收到所述控制单元的评估信号后，根据所述系统实时运行数据得到换流阀的健康状态，具体为：

将健康状态划分为健康、亚健康和故障三个状态，为所述各个信号的特征量定义健康状态识别参数k，定义如下：

式中，y为特征量测量值，y₀为特征量参考值。健康状态划分方法如下：

式中，x₁和x₂为预设的参数。

5.如权利要求4所述的一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，所述健康评估单元还可用于根据所述系统实时运行数据绘制健康因子曲线图，具体为，将所述系统实时运行数据中的所述各个信号的特征量作为健康因子，利用灰色Verhulst模型进行绘制所述健康因子曲线图；

得到所述灰色Verhulst模型的步骤如下：

设原始数据序列为X⁽⁰⁾：

X⁽⁰⁾＝[x⁽⁰⁾(1),x⁽⁰⁾(2),...,x⁽⁰⁾(n)]

X⁽¹⁾是X⁽⁰⁾的一次累加生成(1-AGO)序列：

X⁽¹⁾＝[x⁽¹⁾(1),x⁽¹⁾(2),...,x⁽¹⁾(n)]

Z⁽¹⁾是X⁽¹⁾的紧邻均值生成序列：

Z⁽¹⁾＝[z⁽¹⁾(2),z⁽¹⁾(3),...,z⁽¹⁾(n)]

Z⁽¹⁾(k)＝0.5[x⁽¹⁾(k)-x⁽¹⁾(k-1)],(k＝2,3,...,n)

则灰色Verhulst模型定义如下：

X⁽⁰⁾+aZ⁽¹⁾＝b(Z⁽¹⁾)²

式中，a和b均为参数；称为灰色Verhulst模型的白化方程，t为时间；

基于所述灰色Verhulst模型定义，若有u＝[a,b]^T为参数列，并且满足如下公式：

则参数列u的最小二乘估计满足：

所述灰色Verhulst模型的白化方程的解如下：

所述灰色Verhulst模型的时间响应序列为：

对所述时间响应序列进行累减还原，则原始数据序列的灰色Verhulst预测结果为：

根据所述灰色Verhulst预测结果绘制所述健康因子曲线图。

6.如权利要求5所述的一种柔性直流换流阀监测诊断系统，其特征在于，所述故障诊断单元根据所述系统实时运行数据对故障进行诊断和定位包括：整体诊断法和故障定位法；

所述整体诊断法包括：柔性直流换流阀整体电气损耗计算法、功率模块平均开关频率监测法、水冷系统温度统计法和驱动单元监测法；

所述故障定位法包括：换流阀内部功率模块故障率统计法和桥臂电容电压测量法；

所述柔性直流换流阀整体电气损耗计算法具体为：

根据所述换流变压器阀侧电流、柔性直流换流阀直流电流、柔性直流换流阀交流同步电压、换流变压器阀侧电压、柔性直流换流阀控制脉冲和直流电压得到交流系统的有功功率和直流系统的有功功率；

具体的计算公式如下：

式中，P_Loss1是柔性直流换流阀的整流状态电气损耗，P_Loss2是柔性直流换流阀的逆变状态电气损耗，P_AC是所述交流系统的有功功率，P_DC是所述直流系统的有功功率；当直流系统处于整流状态时，柔性直流换流阀的电气损耗等于交流系统的有功功率减去直流系统的有功功率；当直流系统处于逆变状态时，柔性直流换流阀的电气损耗等于直流系统的有功功率减去交流系统的有功功率；

若所述P_Loss1或P_Loss2超过预设的损耗范围，判定为柔性直流换流阀出现了故障；

所述功率模块平均开关频率监测法具体为：

判断柔性直流换流阀中控制功率模块IGBT的驱动单元发送给IGBT的开关频率平均值是否在预设的频率平均值范围内波动，若所述频率平均值超过了所述预设的频率平均值范围，判定为柔性直流换流阀出现了故障；

所述水冷系统温度统计法具体为：

通过公式ΔT＝T_out-T_in，计算所述柔性直流换流阀中水冷系统的进出水温差，判断所述进出水温差是否超过预设的进出水温差范围，若是，判定为柔性直流换流阀出现了故障；式中，ΔT是水冷系统的进出水温差，T_in是所述柔性直流换流阀水冷系统进水口温度水，T_out是所述柔性直流换流阀水冷系统出水口温度；

所述驱动单元监测法具体为：

判断所述柔性直流换流阀的驱动单元通常会配置一个反馈信号通道，控制单元下发控制信号后，驱动单元会将控制信号转换成柔性直流换流阀的触发信号，柔性直流换流阀收到驱动单元发送的触发信号后，会根据触发信号的要求工作，同时返回一个回馈信号到驱动单元，代表柔性直流换流阀工作正常。因此，一旦该信号没有回传或者回传不正常，则可认为柔性直流换流阀出现了故障。

所述换流阀内部功率模块故障率统计法具体为：

统计换流阀内部IGBT模块的故障退出个数，若所述故障退出个数与总IGBT模块个数之比大于预设的冗余模块比例，则可认为柔性直流换流阀的IGBT模块部位发生了故障；

所述桥臂电容电压测量法具体为：

判断所述柔性直流换流阀中所述电容器的直流电压是否超过预设的电容器的直流电压范围，若是，判定为该电容器出现了老化或者损坏。