CN111090071B - 变流器中的传感器故障诊断方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

变流器中的传感器故障诊断方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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CN111090071B CN201811243004.7A CN201811243004A CN111090071B CN 111090071 B CN111090071 B CN 111090071B CN 201811243004 A CN201811243004 A CN 201811243004A CN 111090071 B CN111090071 B CN 111090071B
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Abstract

本发明公开了一种变流器中的传感器故障诊断方法，包括：预先构建表示电网电压和中间电压之间的关系的第一模型；预先构建表示中间电流，电网电压以及中间电压之间的关系的第二模型；获取第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流；判断第一电网电压以及第一中间电压是否满足第一模型；若是，则结合第一中间电流判断是否满足第二模型，并在不满足第二模型时，确定中间电流传感器故障；若否，则进一步确定第一电网电压和第一中间电压中的异常数据，并将采集到异常数据的传感器确定为故障传感器。应用本发明的方案，可以提高故障诊断的准确性。本发明还公开了一种变流器中的传感器故障诊断系统、设备及存储介质，具有相应效果。

Description

变流器中的传感器故障诊断方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及列车检测技术领域，特别是涉及一种变流器中的传感器故障诊断方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
在列车的牵引变流器中，通常设置有电网电压传感器、中间电流传感器以及中间电压传感器这三个传感器，电网电压传感器用于检测变流器的电网电压，中间电流传感器用于检测变流器的中间环节的电流，中间电压传感器用于检测变流器的中间环节的电压。
这3个传感器的检测精度以及好坏会直接影响所在牵引变流器的控制效果，如果任意一个传感器出现故障，检测出的数据有误，将会导致变流器得不到有效的控制，进而影响列车的正常运行，因此需要对这3个传感器的故障状态进行判断，以便于定位出故障传感器之后，可以及时将故障传感器隔离、替换，保障变流器的有效运行，进而保证列车的正常运行。
在现有技术中，通过简单的超限判断原理来对这3个传感器进行故障诊断。以电网电压传感器为例，当电网电压传感器采集到的电网电压超出预设的电网电压的有效值范围时，则认定电网电压传感器存在故障，该有效值范围指的是实际情况中电网电压的变化范围。这样的方案，只在电网电压传感器的输出值完全不在有效范围之内才能发挥作用，如果电网电压传感器存在故障，输出的是有误的电网电压值，但该值仍在有效范围之内，则现有技术的方案无法准确地定位出电网电压传感器存在故障。
综上所述，如何有效地提高变流器中的传感器故障诊断的准确率，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种变流器中的传感器故障诊断方法、系统、设备及存储介质，以有效地提高变流器中的传感器故障诊断的准确率。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种变流器中的传感器故障诊断方法，包括：
预先构建表示变流器正常工况下，所述变流器的电网电压和中间电压之间的关系的第一模型；
预先构建表示所述变流器正常工况下，所述变流器的中间电流，所述电网电压以及所述中间电压之间的关系的第二模型；
获取同一时刻由电网电压传感器采集到的第一电网电压，由中间电压传感器采集到的第一中间电压以及由中间电流传感器采集到的第一中间电流；
判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压是否满足所述第一模型；
若是，则判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流是否满足所述第二模型，并且在判断出不满足所述第二模型时，确定所述中间电流传感器故障；
若否，则根据所述第二模型，所述第一电网电压，所述第一中间电压，所述第一中间电流以及所述第一模型确定所述第一电网电压和所述第一中间电压中的异常数据，并将采集到所述异常数据的传感器确定为故障传感器。
优选的，所述判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压是否满足所述第一模型，包括：
将所述第一电网电压代入所述第一模型中，计算出中间电压估计值；
判断所述中间电压估计值与所述第一中间电压的差值的绝对值是否符合预设的第一范围；
若是，则判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压满足所述第一模型；
若否，则判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压不满足所述第一模型。
优选的，所述判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流是否满足所述第二模型，包括：
将所述第一电网电压以及所述第一中间电压代入所述第二模型中，计算出第一中间电流估计值；
判断所述第一中间电流估计值与所述第一中间电流的差值的绝对值是否符合预设的第二范围；
若是，则判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流满足所述第二模型；
若否，则判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流不满足所述第二模型。
优选的，所述根据所述第二模型，所述第一电网电压，所述第一中间电压，所述第一中间电流以及所述第一模型确定所述第一电网电压和所述第一中间电压中的异常数据，并将采集到所述异常数据的传感器确定为故障传感器，包括：
将所述第一中间电压代入所述第一模型中，计算出电网电压估计值；
将所述电网电压估计值，所述第一中间电压代入所述第二模型中，计算出第二中间电流估计值；
判断所述第二中间电流估计值与所述第一中间电流的差值的绝对值是否符合预设的第三范围；
若是，则判断所述第一电网电压为异常数据，并将所述电网电压传感器确定为故障传感器；
若否，则判断所述第一中间电压为异常数据，并将所述中间电压传感器确定为故障传感器。
优选的，所述第二模型为：
Figure BDA0001839837790000031
其中，所述Id为所述变流器的中间电流，所述Unet为所述变流器的电网电压，所述Ud为所述变流器的中间电压，所述R11为所述变流器的中间环节的充电电阻。
优选的，所述第一模型为：
Ud(k)＝-a1Ud(k-1)-a2Ud(k-2)+b0Unet(k-1)+b1Unet(k-2)；
其中，所述Ud为所述变流器的中间电压，所述Unet为所述变流器的电网电压，所述k为所述变流器充电过程中的时刻，所述a1，a2，b0以及b1为所述第一模型中的预设参数。
一种变流器中的传感器故障诊断系统，包括：
第一模型构建模块，用于预先构建表示变流器正常工况下，所述变流器的电网电压和中间电压之间的关系的第一模型；
第二模型构建模块，用于预先构建表示所述变流器正常工况下，所述变流器的中间电流，所述电网电压以及所述中间电压之间的关系的第二模型；
诊断数据采集模块，用于获取同一时刻由电网电压传感器采集到的第一电网电压，由中间电压传感器采集到的第一中间电压以及由中间电流传感器采集到的第一中间电流；
第一决策模块，用于判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压是否满足所述第一模型，若是，则触发第二决策模块，否则触发第三决策模块；
所述第二决策模块，用于判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流是否满足所述第二模型，并且在判断出不满足所述第二模型时，确定所述中间电流传感器故障；
所述第三决策模块，用于根据所述第二模型，所述第一电网电压，所述第一中间电压，所述第一中间电流以及所述第一模型确定所述第一电网电压和所述第一中间电压中的异常数据，并将采集到所述异常数据的传感器确定为故障传感器。
优选的，所述第一决策模块，包括：
估计值计算子模块，用于将所述第一电网电压代入所述第一模型中，计算出中间电压估计值；
第一范围判断子模块，用于判断所述中间电压估计值与所述第一中间电压的差值的绝对值是否符合预设的第一范围，若是，则触发所述第二决策模块，否则触发所述第三决策模块。
一种变流器中的传感器故障诊断设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的变流器中的传感器故障诊断方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的变流器中的传感器故障诊断方法的步骤。
应用本发明实施例所提供的技术方案，预先构建的第一模型可以表示变流器正常工况下，变流器的电网电压和中间电压之间的关系。因此，在获取了第一电网电压以及第一中间电压之后，如果电网电压传感器以及中间电压传感器没有故障，则第一电网电压和第一中间电压会满足第一模型。相应的，如果电网电压传感器以及中间电压传感器其中一个发生故障，无论故障值是否超出有效值范围，均可以判断出第一电网电压和第一中间电压不满足第一模型，因此，本申请的方案可以提高故障诊断的准确率。当第一电网电压和第一中间电压满足第一模型时，可以进一步判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流是否满足第二模型，如果满足，则中间电流传感器无故障，如果不满足，则可以确定中间电流传感器故障。而当第一电网电压和第一中间电压不满足第一模型时，可以进一步结合第一中间电流以及第二模型，确定出第一电网电压和第一中间电压中的异常数据，并将采集到异常数据的传感器确定为故障传感器。综上，当电网电压传感器、中间电流传感器以及中间电压传感器这三个传感器中的一个故障时，无论故障值是否超出相关的有效值，本申请的方案均可以确定出存在传感器故障，并且定位出故障的传感器，因此本申请的方案可以提高故障诊断的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种变流器中的传感器故障诊断方法的实施流程图；
图2为现有技术中变流器的典型电路结构图；
图3为本发明中变流器的电路结构的简化示意图；
图4为本发明中一种变流器中的传感器故障诊断系统的结构示意图；
图5为本发明中一种变流器中的传感器故障诊断设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种变流器中的传感器故障诊断方法，可以提高故障诊断的准确性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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做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。
请参考图1，图1为本发明中一种变流器中的传感器故障诊断方法的实施流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S101：预先构建表示变流器正常工况下，变流器的电网电压和中间电压之间的关系的第一模型。
考虑到变流器在充电完成之后，电网电压，中间电压以及中间电流通常较为稳定，而变流器在充电过程中，相关数据在不断变化，更能体现出数据之间的关系。并且另一方面，在进行传感器的故障诊断时，通常都是在变流器启动过程中进行检测，以便及早发现传感器的故障进而进行更换，降低对列车运行的影响。因此，本申请在构建第一模型以及第二模型时，通常可以选取变流器正常充电过程的工况下的相关数据。
预先构建的表示变流器的电网电压和中间电压之间的关系的第一模型可以为：Ud(t)＝f(Unet,t)。这里的t通常可以限定为变流器在正常工况下，充电过程开始到充电过程结束这一时间段。
在一种具体实施方式中，申请人分析变流器在充电过程中的电路结构组成，并且结合实际采集的电网电压值和中间电压值的波形，确定出变流器正常工况下，在充电过程中，表示电网电压值与中间电压值之间关系的惯性系统模型：
Figure BDA0001839837790000061
其中的a1，a2，b0以及b1为该惯性系统模型的预设参数，z表示的是z变化下的输入的状态。将该惯性系统模型应用在本申请中，也即将变流器的中间电压Ud以及变流器的电网电压Unet代入该惯性系统模型中，即可得到本申请构建的第一模型，具体为：
Ud(k)＝-a1Ud(k-1)-a2Ud(k-2)+b0Unet(k-1)+b1Unet(k-2)。
其中，Ud为变流器的中间电压，Unet为变流器的电网电压，k为变流器充电过程中的时刻，a1，a2，b0以及b1为第一模型中的预设参数。
这4个预设参数的具体数值的辨识，可以通过采集变流器正常工况下，充电过程中的不同时刻的中间电压Ud以及电网电压Unet，来进行这4个预设参数的辨识。辨识方法可以有多种，例如采用较为常见且便于计算的最小二乘法进行辨识。当然，在其他实施方式中，也可以采用其他更为复杂准确的模型参数辨识方法，并不影响本发明的实施。确定了具体的预设参数的数值之后，第一模型便构建完毕。
步骤S102：预先构建表示变流器正常工况下，变流器的中间电流，电网电压以及中间电压之间的关系的第二模型。
与第一模型的构建过程相似，在构建第二模型时，也可以结合变流器的电路结构，构建表示变流器正常工况下，变流器的中间电流，电网电压以及中间电压之间的关系的第二模型。
在一种具体实施方式中，可参阅图2所示，为变流器的典型电路图，申请人对该电路图进行简化，以便于分析变流器的中间电流，电网电压以及中间电压之间的关系，图3所示的即为简化后的变流器的电路图，VH11即为电网电压传感器，VH12为中间电压传感器，LH11为中间电流传感器。并且，申请人还考虑到图3中的电抗器L1的电感值通常只有5mh，在充电过程中，电抗器L1的两端的电压通常很小，可以忽略不计，因此该种实施方式中，构建的第二模型可以具体为：
Figure BDA0001839837790000071
其中，Id为变流器的中间电流，Unet为变流器的电网电压，Ud为变流器的中间电压，R11为变流器的中间环节的充电电阻。R11的具体数值的选取，可以根据实际应用中的变流器参数进行确定。确定下具体的R11的取值之后，第二模型便构建完毕。
步骤S103：获取同一时刻由电网电压传感器采集到的第一电网电压，由中间电压传感器采集到的第一中间电压以及由中间电流传感器采集到的第一中间电流。
步骤S103中表示的是在进行传感器的故障诊断时的检测数据的获取，通常，需要在变流器的充电过程中进行第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流的获取，例如，获取第k时刻由电网电压传感器采集到的第一电网电压Unet(k)，由中间电压传感器采集到的第一中间电压Ud(k)以及由中间电流传感器采集到的第一中间电流Id(k)。
步骤S104：判断第一电网电压以及第一中间电压是否满足第一模型。
若是，则执行步骤S105的操作，否则执行步骤S106的操作。
由于预先构建的第一模型可以表示电网电压以及中间电压的关系，因此，可以通过第一模型判断采集到的第一电网电压以及第一中间电压是否满足该关系，即可以判断出是否满足第一模型。
在一种具体实施方式中，步骤S104可以具体包括：
将第一电网电压代入第一模型中，计算出中间电压估计值；
判断中间电压估计值与第一中间电压的差值的绝对值是否符合预设的第一范围；
若是，则判断第一电网电压以及第一中间电压满足第一模型；
若否，则判断第一电网电压以及第一中间电压不满足第一模型。
在该种实施方式中，首先将第一电网电压代入第一模型中，计算出中间电压估计值，如果计算出的该中间电压估计值与采集到的第一中间电压差别不大，说明第一电网电压以及第一中间电压符合第一模型，即该中间电压估计值与第一中间电压的差值的绝对值符合预设的第一范围时，第一电网电压以及第一中间电压满足第一模型。相应的，如果不符合第一范围，说明该中间电压估计值与采集到的第一中间电压差别较大，第一电网电压和第一中间电压不满足第一模型。
第一范围的具体设定可以根据实际情况进行设定和调整，并不影响本发明的实施。并且，该种实施方式中，是将第一电网电压代入第一模型中进行中间电压估计值的计算，而在其他实施方式中，也可以是将第一中间电压代入第一模型中，进行相应的电网电压估计值的计算，再将该电网电压估计值值与第一中间电压进行比较，当然，由于代入的是第一中间电压，第一范围的设置可以进行相适应的调整。
步骤S105：判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流是否满足第二模型，并且在判断出不满足第二模型时，确定中间电流传感器故障。
申请人考虑到，电网电压传感器，中间电压传感器以及中间电流传感器这三个传感器同时有两个或三个故障的可能性非常低，因此，本申请的方案中，在判断出第一电网电压以及第一中间电压满足第一模型时，便可以确定采集到第一电网电压的电网电压传感器正常，采集到第一中间电压的中间电压传感器正常。
确定了第一电网电压以及第一中间电压均正常之后，可以判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流是否满足第二模型。如果满足第二模型，则说明第一中间电流正常，采集到第一中间电流的中间电流传感器无故障，相应的，如果不满足第二模型，则说明第一中间电流这一数据异常，并将中间电流传感器确定为故障传感器。
便于理解，以一具体实施方式对步骤S105进行说明，具体可以为：
将第一电网电压以及第一中间电压代入第二模型中，计算出第一中间电流估计值；
判断第一中间电流估计值与第一中间电流的差值的绝对值是否符合预设的第二范围；
若是，则判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流满足第二模型；
若否，则判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流不满足第二模型。
与前述步骤中判断是否满足第一模型的操作类似，该种实施方式中，将第一电网电压和第一中间电压代入第二模型中，计算出相应的中间电流估计值，，该种实施方式中，称其为第一中间电流估计值。再将该第一中间电流估计值与第一中间电流进行比较，当差距较大时，即当第一中间电流估计值与第一中间电流的差值的绝对值不符合第二范围时，说明第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流不满足第二模型，反之则满足第二模型。
当判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流不满足第二模型时，由于前述步骤中已经确定第一电网电压和第一中间电压正常，则可以确定采集到第一中间电流的中间电流传感器故障。
需要说明的是，该种实施方式中，判断是否满足第二模型时，是将第一电网电压和第一中间电压代入第二模型中，进行第一中间电流估计值的计算，在其他实施方式中，也可以是将第一电网电压和第一中间电流代入第二模型中，或是将第一中间电压和第一中间电流代入第二模型中，计算出相应的估计值之后再进行对应数据项的比较，与该种实施方式参照即可，并不影响本发明的实施，此处不重复说明。
步骤S106：根据第二模型，第一电网电压，第一中间电压，第一中间电流以及第一模型确定第一电网电压和第一中间电压中的异常数据，并将采集到异常数据的传感器确定为故障传感器。
第一电网电压和第一中间电压不满足第一模型时，说明第一电网电压和第一中间电压至少存在一个异常数据，并且如前文的描述，本申请考虑到两个传感器同时故障的可能性非常低，因此，本申请的方案确定出有仅有一个数据是异常数据。因此，可以根据第二模型，第一电网电压，第一中间电压，第一中间电流以及第一模型确定第一电网电压和第一中间电压中的异常数据，并将采集到异常数据的传感器确定为故障传感器。
在本发明的一种具体实施方式中，步骤S106可以具体为：
将第一中间电压代入第一模型中，计算出电网电压估计值；
将电网电压估计值，第一中间电压代入第二模型中，计算出第二中间电流估计值；
判断第二中间电流估计值与第一中间电流的差值的绝对值是否符合预设的第三范围；
若是，则判断第一电网电压为异常数据，并将电网电压传感器确定为故障传感器；
若否，则判断第一中间电压为异常数据，并将中间电压传感器确定为故障传感器。
可以将第一中间电压Ud(k)代入第一模型中，计算出电网电压估计值
Figure BDA0001839837790000101
再将该电网电压估计值
Figure BDA0001839837790000102
第一中间电压Ud(k)代入第二模型中，计算出第二中间电流估计值，将该第二中间电流估计值与第一中间电流Id(k)进行比较，当二者的差值的绝对值符合预设的第三范围时，说明电网电压估计值
Figure BDA0001839837790000103
是正确合理的数值，因此，可以确定第一中间电压Ud(k)为正常数据，第一电网电压Unet(k)为异常数据，并将电网电压传感器确定为故障传感器。相应的，若不符合第三范围时，说明经由第一中间电压Ud(k)计算出的电网电压估计值
Figure BDA0001839837790000111
不是正确合理的数值，因此，可以确定第一中间电压Ud(k)为异常数据，并将中间电压传感器确定为故障传感器。
第三范围也可以根据实际情况进行设定和调整。并且，该种实施方式中，在判断电网电压估计值，第一中间电压以及第一中间电流是否满足第二模型时，是将电网电压估计值和第一中间电压代入第二模型中，再将计算出的第二中间电流估计值与第一中间电流进行比较。而在其他实施方式中，可以是将第一中间电压，第一中间电流以及电网电压估计值的任意两个数据代入第二模型中，只要完成对电网电压估计值，第一中间电压以及第一中间电流是否满足第二模型的判断即可，并不影响本发明的实施。
此外，该种实施方式中，是通过第一模型以及第一中间电压确定出相应的电网电压估计值，在其他实施方式，也可以是将第一电网电压代入第一模型中，计算出相应的中间电压估计值，再判断该中间电压估计值，第一电网电压以及第一中间电流是否满足第二模型。
应用本发明实施例所提供的技术方案，预先构建的第一模型可以表示变流器正常工况下，变流器的电网电压和中间电压之间的关系。因此，在获取了第一电网电压以及第一中间电压之后，如果电网电压传感器以及中间电压传感器没有故障，则第一电网电压和第一中间电压会满足第一模型。相应的，如果电网电压传感器以及中间电压传感器其中一个发生故障，无论故障值是否超出有效值范围，均可以判断出第一电网电压和第一中间电压不满足第一模型，因此，本申请的方案可以提高故障诊断的准确率。当第一电网电压和第一中间电压满足第一模型时，可以进一步判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流是否满足第二模型，如果满足，则中间电流传感器无故障，如果不满足，则可以确定中间电流传感器故障。而当第一电网电压和第一中间电压不满足第一模型时，可以进一步结合第一中间电流以及第二模型，确定出第一电网电压和第一中间电压中的异常数据，并将采集到异常数据的传感器确定为故障传感器。综上，当电网电压传感器、中间电流传感器以及中间电压传感器这三个传感器中的一个故障时，无论故障值是否超出相关的有效值，本申请的方案均可以确定出存在传感器故障，并且定位出故障的传感器，因此本申请的方案可以提高故障诊断的准确性。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种变流器中的传感器故障诊断系统，下文描述的变流器中的传感器故障诊断系统与上文描述的变流器中的传感器故障诊断系统可相互对应参照。
参见图4所示，为本发明中一种变流器中的传感器故障诊断系统的结构示意图，包括：
第一模型构建模块401，用于预先构建表示变流器正常工况下，变流器的电网电压和中间电压之间的关系的第一模型；
第二模型构建模块402，用于预先构建表示变流器正常工况下，变流器的中间电流，电网电压以及中间电压之间的关系的第二模型；
诊断数据采集模块403，用于获取同一时刻由电网电压传感器采集到的第一电网电压，由中间电压传感器采集到的第一中间电压以及由中间电流传感器采集到的第一中间电流；
第一决策模块404，用于判断第一电网电压以及第一中间电压是否满足第一模型，若是，则触发第二决策模块405，否则触发第三决策模块406；
第二决策模块405，用于判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流是否满足第二模型，并且在判断出不满足第二模型时，确定中间电流传感器故障；
第三决策模块406，用于根据第二模型，第一电网电压，第一中间电压，第一中间电流以及第一模型确定第一电网电压和第一中间电压中的异常数据，并将采集到异常数据的传感器确定为故障传感器。
在本发明的一种具体实施方式中，第一决策模块404，包括：
估计值计算子模块，用于将第一电网电压代入第一模型中，计算出中间电压估计值；
第一范围判断子模块，用于判断中间电压估计值与第一中间电压的差值的绝对值是否符合预设的第一范围，若是，则触发第二决策模块405，否则触发第三决策模块406。
在本发明的一种具体实施方式中，第二决策模块405，具体用于：
将第一电网电压以及第一中间电压代入第二模型中，计算出第一中间电流估计值；
判断第一中间电流估计值与第一中间电流的差值的绝对值是否符合预设的第二范围；
若是，则判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流满足第二模型；
若否，则判断第一电网电压，第一中间电压以及第一中间电流不满足第二模型，并且在判断出不满足第二模型时，确定中间电流传感器故障。
在本发明的一种具体实施方式中，第三决策模块406，具体用于：
将第一中间电压代入第一模型中，计算出电网电压估计值；
将电网电压估计值，第一中间电压代入第二模型中，计算出第二中间电流估计值；
判断第二中间电流估计值与第一中间电流的差值的绝对值是否符合预设的第三范围；
若是，则判断第一电网电压为异常数据，并将电网电压传感器确定为故障传感器；
若否，则判断第一中间电压为异常数据，并将中间电压传感器确定为故障传感器。
在本发明的一种具体实施方式中，第二模型为：
Figure BDA0001839837790000131
其中，Id为变流器的中间电流，Unet为变流器的电网电压，Ud为变流器的中间电压，R11为变流器的中间环节的充电电阻。
在本发明的一种具体实施方式中，第一模型为：
Ud(k)＝-a1Ud(k-1)-a2Ud(k-2)+b0Unet(k-1)+b1Unet(k-2)；
其中，Ud为变流器的中间电压，Unet为变流器的电网电压，k为变流器充电过程中的时刻，a1，a2，b0以及b1为第一模型中的预设参数。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种传感器故障诊断设备以及一种计算机可读存储介质，可参见图5，该设备包括：
存储器501，用于存储计算机程序；
处理器502，用于执行计算机程序以实现上述任一实施例中的变流器中的传感器故障诊断方法的步骤。
该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的变流器中的传感器故障诊断方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种变流器中的传感器故障诊断方法，其特征在于，包括：
预先构建表示变流器正常工况下，所述变流器的电网电压和中间电压之间的关系的第一模型；
预先构建表示所述变流器正常工况下，所述变流器的中间电流，所述电网电压以及所述中间电压之间的关系的第二模型；
获取同一时刻由电网电压传感器采集到的第一电网电压，由中间电压传感器采集到的第一中间电压以及由中间电流传感器采集到的第一中间电流；
判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压是否满足所述第一模型；
若是，则判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流是否满足所述第二模型，并且在判断出不满足所述第二模型时，确定所述中间电流传感器故障；
若否，则根据所述第二模型，所述第一电网电压，所述第一中间电压，所述第一中间电流以及所述第一模型确定所述第一电网电压和所述第一中间电压中的异常数据，并将采集到所述异常数据的传感器确定为故障传感器；
所述根据所述第二模型，所述第一电网电压，所述第一中间电压，所述第一中间电流以及所述第一模型确定所述第一电网电压和所述第一中间电压中的异常数据，并将采集到所述异常数据的传感器确定为故障传感器，包括：
将所述第一中间电压代入所述第一模型中，计算出电网电压估计值；
将所述电网电压估计值，所述第一中间电压代入所述第二模型中，计算出第二中间电流估计值；
判断所述第二中间电流估计值与所述第一中间电流的差值的绝对值是否符合预设的第三范围；
若是，则判断所述第一电网电压为异常数据，并将所述电网电压传感器确定为故障传感器；
若否，则判断所述第一中间电压为异常数据，并将所述中间电压传感器确定为故障传感器。
2.根据权利要求1所述的变流器中的传感器故障诊断方法，其特征在于，所述判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压是否满足所述第一模型，包括：
将所述第一电网电压代入所述第一模型中，计算出中间电压估计值；
判断所述中间电压估计值与所述第一中间电压的差值的绝对值是否符合预设的第一范围；
若是，则判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压满足所述第一模型；
若否，则判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压不满足所述第一模型。
3.根据权利要求1所述的变流器中的传感器故障诊断方法，其特征在于，所述判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流是否满足所述第二模型，包括：
将所述第一电网电压以及所述第一中间电压代入所述第二模型中，计算出第一中间电流估计值；
判断所述第一中间电流估计值与所述第一中间电流的差值的绝对值是否符合预设的第二范围；
若是，则判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流满足所述第二模型；
若否，则判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流不满足所述第二模型。
4.根据权利要求1所述的变流器中的传感器故障诊断方法，其特征在于，所述第二模型为：
Figure FDA0003117738390000021
其中，所述Id为所述变流器的中间电流，所述Unet为所述变流器的电网电压，所述Ud为所述变流器的中间电压，所述R11为所述变流器的中间环节的充电电阻。
5.根据权利要求1至4任一项所述的变流器中的传感器故障诊断方法，其特征在于，所述第一模型为：
Ud(k)＝-a1Ud(k-1)-a2Ud(k-2)+b0Unet(k-1)+b1Unet(k-2)；
其中，所述Ud为所述变流器的中间电压，所述Unet为所述变流器的电网电压，所述k为所述变流器充电过程中的时刻，所述a1，a2，b0以及b1为所述第一模型中的预设参数。
6.一种变流器中的传感器故障诊断系统，其特征在于，包括：
第一模型构建模块，用于预先构建表示变流器正常工况下，所述变流器的电网电压和中间电压之间的关系的第一模型；
第二模型构建模块，用于预先构建表示所述变流器正常工况下，所述变流器的中间电流，所述电网电压以及所述中间电压之间的关系的第二模型；
诊断数据采集模块，用于获取同一时刻由电网电压传感器采集到的第一电网电压，由中间电压传感器采集到的第一中间电压以及由中间电流传感器采集到的第一中间电流；
第一决策模块，用于判断所述第一电网电压以及所述第一中间电压是否满足所述第一模型，若是，则触发第二决策模块，否则触发第三决策模块；
所述第二决策模块，用于判断所述第一电网电压，所述第一中间电压以及所述第一中间电流是否满足所述第二模型，并且在判断出不满足所述第二模型时，确定所述中间电流传感器故障；
所述第三决策模块，用于根据所述第二模型，所述第一电网电压，所述第一中间电压，所述第一中间电流以及所述第一模型确定所述第一电网电压和所述第一中间电压中的异常数据，并将采集到所述异常数据的传感器确定为故障传感器；
所述第三决策模块，具体用于：
将所述第一中间电压代入所述第一模型中，计算出电网电压估计值；
将所述电网电压估计值，所述第一中间电压代入所述第二模型中，计算出第二中间电流估计值；
判断所述第二中间电流估计值与所述第一中间电流的差值的绝对值是否符合预设的第三范围；
若是，则判断所述第一电网电压为异常数据，并将所述电网电压传感器确定为故障传感器；
若否，则判断所述第一中间电压为异常数据，并将所述中间电压传感器确定为故障传感器。
7.根据权利要求6所述的变流器中的传感器故障诊断系统，其特征在于，所述第一决策模块，包括：
估计值计算子模块，用于将所述第一电网电压代入所述第一模型中，计算出中间电压估计值；
第一范围判断子模块，用于判断所述中间电压估计值与所述第一中间电压的差值的绝对值是否符合预设的第一范围，若是，则触发所述第二决策模块，否则触发所述第三决策模块。
8.一种变流器中的传感器故障诊断设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至5任一项所述的变流器中的传感器故障诊断方法的步骤。
9.一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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的变流器中的传感器故障诊断方法的步骤。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289425A (en) * 1991-04-18 1994-02-22 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device
CN107645250A (zh) * 2016-07-19 2018-01-30 三菱电机株式会社 功率转换装置以及电压传感器特性的异常诊断方法
CN107783071A (zh) * 2017-10-23 2018-03-09 盐城工学院 传感器故障监控方法及装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2820622B2 (ja) * 1994-06-17 1998-11-05 三菱電機株式会社 電力変換装置、交直変換装置および周波数変換装置
CN103018592B (zh) * 2012-11-28 2016-04-06 西南交通大学 基于模型诊断的牵引变压器故障诊断方法
CN103678811B (zh) * 2013-12-18 2016-08-17 西南交通大学 电力牵引交流传动变流器中间直流回路故障建模仿真方法
CN105137376B (zh) * 2015-06-30 2018-02-02 株洲南车时代电气股份有限公司 一种机车牵引变流器的中间电压传感器故障诊断方法
JP6604230B2 (ja) * 2016-02-25 2019-11-13 住友電気工業株式会社 電力変換装置および地絡検出方法
CN106569160B (zh) * 2016-09-26 2019-11-12 株洲中车时代电气股份有限公司 辅助变流器输出电压传感器故障诊断方法及容错控制方法
CN108680818B (zh) * 2018-05-07 2020-11-10 中南大学 一种三电平牵引变流器开路故障诊断方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289425A (en) * 1991-04-18 1994-02-22 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device
CN107645250A (zh) * 2016-07-19 2018-01-30 三菱电机株式会社 功率转换装置以及电压传感器特性的异常诊断方法
CN107783071A (zh) * 2017-10-23 2018-03-09 盐城工学院 传感器故障监控方法及装置

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