CN116911669A - 电源系统的健康度评估方法、装置、终端及存储介质 - Google Patents

电源系统的健康度评估方法、装置、终端及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电源系统的健康度评估方法、装置、终端及存储介质。该方法包括：获取电源系统中的多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值；基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重；针对每个预设时刻，将该预设时刻时多个关键器件的健康值与多个关键器件的权重加权求和得到该预设时刻时电源系统的综合健康度。本发明选取多个关键器件对电源系统进行综合健康度的评价，同时综合关键器件在多个预设时刻时的健康值的差异量化各个关键器件的贡献度，实现电源系统综合健康度的准确评估。

Description

电源系统的健康度评估方法、装置、终端及存储介质
技术领域
本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源系统的健康度评估方法、装置、终端及存储介质。
背景技术
电源系统作为设备的能源供应系统，若发生故障会导致设备工作异常，甚至整个设备瘫痪。因此，对电源系统的健康度进行评估对于提高设备的稳定性具有重要意义。
现有技术中，通常定时对电源系统进行检修，缺乏一种有效的电源系统的健康度进行综合评估的方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种电源系统的健康度评估方法、装置、终端及存储介质，以解决现有技术中缺乏对电源系统的健康度进行综合评估的方法的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种电源系统的健康度评估方法，包括：
获取电源系统中的多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值；
基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重；
针对每个预设时刻，将该预设时刻时多个关键器件的健康值与多个关键器件的权重加权求和得到该预设时刻时电源系统的综合健康度。
第二方面，本发明实施例提供了一种电源系统的健康度评估装置，包括：
参数获取模块，用于获取电源系统中的多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值；
权重确定模块，用于基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重；
健康度输出模块，用于针对每个预设时刻，将该预设时刻时多个关键器件的健康值与多个关键器件的权重加权求和得到该预设时刻时电源系统的综合健康度。
第三方面，本发明实施例提供了一种评估终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式的电源系统的健康度评估方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式的电源系统的健康度评估方法的步骤。
本发明实施例提供一种电源系统的健康度评估方法、装置、终端及存储介质。上述方法包括：获取电源系统中的多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值；基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重；针对每个预设时刻，将该预设时刻时多个关键器件的健康值与多个关键器件的权重加权求和得到该预设时刻时电源系统的综合健康度。由于电源系统的故障通常来自于几个关键器件，因此本发明实施例中选取多个关键器件对电源系统进行综合健康度的评价，同时综合关键器件在多个预设时刻时的健康值的差异量化各个关键器件的贡献度，实现电源系统综合健康度的评估，评估结果准确，可用于指导电源系统的检修，对提高电源系统的可靠性具有非常重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种电源系统的健康度评估方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的一种电源系统的健康度评估装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的评估终端的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的电源系统的健康度评估方法的实现流程图，详述如下：
上述方法包括：
S101：获取电源系统中的多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值；
由于电源系统的健康度通常受几个关键器件的影响较大，例如，电容、IGBT、电池等，容易损坏，且在电源系统中的作用较大。基于此，本发明实施例中选取多个关键器件，仅针对几个关键器件对电源系统的健康度进行评价。
其中，多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值可采用如下参数矩阵表示：
其中，rij为第j个关键器件在第i个预设时刻时的健康值；j＝1,2…,n，n为关键器件的数量；i＝1,2…,m，m为预设时刻的数量。
示例性的，多个预设时刻可以为连续的、等间隔的多个预设时刻。
需要说明的，各个关键器件的健康值可根据各个关键器件的参数及标准值确定。例如，确定电容的容量，基于容量标准值计算容差，进而根据容差确定电容的健康值。
S102：基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重
针对某一个关键器件，如果各个预设时刻时的健康值差异很小，说明该关键器件对整体的计算所起的作用很小，相应的权重应当较小；反之，若各个预设时刻时的健康值差异很大，则说明该关键器件所起的作用较大，相应的权重应当较大。
基于以上，本发明实施例中根据不同预设时刻时的健康度的差异确定各个关键器件的权重。
S103：针对每个预设时刻，将该预设时刻时多个关键器件的健康值与多个关键器件的权重加权求和得到该预设时刻时电源系统的综合健康度。
本发明实施例中选取关键器件，并基于不同预设时刻的差异确定关键器件的权重实现电源系统综合健康度的评估，评估结果准确，可用于指导电源系统的检修，对提高电源系统的可靠性具有重要意义。
在一种可能的实施方式中，S102可以包括：
S1021：针对每个预设时刻，确定第一关键器件在该预设时刻时的健康值分别与第一关键器件在除该预设时刻外的其他各个预设时刻时的健康值的差值的和，得到第一关键器件在该预设时刻对应的差值之和；其中，第一关键器件为多个关键器件中的任意一个关键器件；
S1022：将第一关键器件分别在各个预设时刻对应的差值之和相加，得到该第一关键器对应的差异值；
S1023：将各个关键器件的权重作为未知量，各个关键器件对应的差异值分别与各个关键器件的权重加权求和得到总差异值，以总差异值最大作为第一目标函数；
S1024：对第一目标函数进行求解，得到各个关键器件的权重。
本发明实施例中将某一个关键器件在各个预设时刻时与其他预设时刻的差值相加，得到该关键器件的差异值，进而加权求和，得到总差异值。由于差异值越大的关键器件应当赋予更大的权重，因此，可以总差异最大为目标函数求解得到各个权重。
在一种可能的实施方式中，第一目标函数可以为：
其中，f1(w)为总差异值，ωj为第j个关键器件的权重，rij为第j个关键器件在第i个预设时刻时的健康值；rkj为第j个关键器件在第k个预设时刻时的健康值；j＝1,2…,n，n为关键器件的数量；i＝1,2…,m，m为预设时刻的数量；k＝1,2…,m，k≠i。
在一种可能的实施方式中，S102还可以包括：
S1023：根据多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值，基于信息熵对第一目标函数进行修正，得到第二目标函数；
S1022可以具体为：对第二目标函数进行求解，得到各个关键器件的权重。
考虑到各个关键器件的权重的不确定性，在确定各个关键器件的权重时，需要采用一定的方法使权重合理的同时消除各关键器件间的权重差异。
根据信息熵的原理，熵最大的那一个是我们可以作出的最随机，也是最符合客观情况的一种选择。对随机事件的所有预测中，熵最大的预测出现的概率占绝对优势。
基于以上原理，本发明实施例中在第一目标函数的基础上引入信息熵，对第一目标函数进行修正，可消除各个关键器件之间的权重差异，使得计算得到的权重更精确合理。
在一种可能的实施方式中，第二目标函数可以为：
其中，μ为平衡系数，0＜μ＜1。
当各个关键器件的权重构成的集合信息熵最大时，各个关键器件之间的权重差最小。因此，本发明实施例增加信息熵最大约束，引入平衡系数，在信息熵最大和总差异值最大两个目标之间寻求平衡，二者综合得到第二目标函数。对第二目标函数求解，得到权重的值，权重更合理。
对于第二目标函数，第二目标函数的求解实际转换为对平衡系数求解，寻求两个目标之间的平衡，进而根据平衡系数确定各个关键器件的权重。
具体的，可采用灰狼算法对第二目标函数寻优，得到平衡系数。
在一种可能的实施方式中，S1022可以包括：
1、采用灰狼算法对第一目标函数求解，得到各个关键器件的权重。
灰狼算法采用群体智能和自适应机制，具有多样性，能够避免局部最优解，同时收敛速度快，适用范围广，适用于本申请的求解。具体求解方法在此不再赘述。
在一种可能的实施方式中，关键器件可以包括：电容、开关管、电池及风机中的至少一种。
关键器件包括但不限于上述几种类型。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
图2示出了本发明实施例提供的电源系统的健康度评估装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图2所示，电源系统的健康度评估装置包括：
参数获取模块21，用于获取电源系统中的多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值；
权重确定模块22，用于基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重；
健康度输出模块23，用于针对每个预设时刻，将该预设时刻时多个关键器件的健康值与多个关键器件的权重加权求和得到该预设时刻时电源系统的综合健康度。
在一种可能的实施方式中，权重确定模块22可以包括：
第一差异确定单元，用于针对每个预设时刻，确定第一关键器件在该预设时刻时的健康值分别与第一关键器件在除该预设时刻外的其他各个预设时刻时的健康值的差值的和，得到第一关键器件在该预设时刻对应的差值之和；其中，第一关键器件为多个关键器件中的任意一个关键器件；
第二差异确定单元，用于将第一关键器件分别在各个预设时刻对应的差值之和相加，得到该第一关键器对应的差异值；
目标函数建立单元，用于将各个关键器件的权重作为未知量，各个关键器件对应的差异值分别与各个关键器件的权重加权求和得到总差异值，以总差异值最大作为第一目标函数；
权重求解单元，用于对第一目标函数进行求解，得到各个关键器件的权重。
在一种可能的实施方式中，第一目标函数可以为：
其中，f1(w)为总差异值，ωj为第j个关键器件的权重，rij为第j个关键器件在第i个预设时刻时的健康值；rkj为第j个关键器件在第k个预设时刻时的健康值；j＝1,2…,n，n为关键器件的数量；i＝1,2…,m，m为预设时刻的数量；k＝1,2…,m，k≠i。
在一种可能的实施方式中，权重确定模块22还可以包括：
函数修正单元，用于根据多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值，基于信息熵对第一目标函数进行修正，得到第二目标函数；
权重求解单元可以具体用于：对第二目标函数进行求解，得到各个关键器件的权重。
在一种可能的实施方式中，第二目标函数可以为：
其中，μ为平衡系数，0＜μ＜1。
在一种可能的实施方式中，权重求解单元可以具体用于：
采用灰狼算法对第一目标函数求解，得到各个关键器件的权重。
在一种可能的实施方式中，关键器件可以包括：电容、开关管、电池及风机中的至少一种。
图3是本发明实施例提供的评估终端3的示意图。如图3所示，该实施例的评估终端3包括：处理器30和存储器31。存储器31用于存储计算机程序32，处理器30用于调用并运行存储器31中存储的计算机程序32，执行上述各个电源系统的健康度评估方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。或者，处理器30用于调用并运行存储器31中存储的计算机程序32，实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块21至23的功能。
示例性的，计算机程序32可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器31中，并由处理器30执行，以完成本发明。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，该指令段用于描述计算机程序32在评估终端3中的执行过程。例如，计算机程序32可以被分割成图2所示的模块/单元21至23。
评估终端3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。评估终端3可包括，但不仅限于，处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是评估终端3的示例，并不构成对评估终端3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，例如终端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30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)、现场可编程门阵列(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。
存储器31可以是评估终端3的内部存储单元，例如评估终端3的硬盘或内存。存储器31也可以是评估终端3的外部存储设备，例如评估终端3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器31还可以既包括评估终端3的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器31用于存储计算机程序以及终端所需的其他程序和数据。存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
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，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，计算机程序包括计算机程序代码，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。计算机可读介质可以包括：能够携带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(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源系统的健康度评估方法，其特征在于，上述方法包括：
获取电源系统中的多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值；
基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重；
针对每个预设时刻，将该预设时刻时多个关键器件的健康值与多个关键器件的权重加权求和得到该预设时刻时所述电源系统的综合健康度。
2.根据权利要求1所述的电源系统的健康度评估方法，其特征在于，所述基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重，包括：
针对每个预设时刻，确定第一关键器件在该预设时刻时的健康值分别与所述第一关键器件在除该预设时刻外的其他各个预设时刻时的健康值的差值的和，得到所述第一关键器件在该预设时刻对应的差值之和；其中，所述第一关键器件为所述多个关键器件中的任意一个关键器件；
将所述第一关键器件分别在各个预设时刻对应的差值之和相加，得到该第一关键器对应的差异值；
将各个关键器件的权重作为未知量，各个关键器件对应的差异值分别与各个关键器件的权重加权求和得到总差异值，以所述总差异值最大作为第一目标函数；
对所述第一目标函数进行求解，得到各个关键器件的权重。
3.根据权利要求2所述的电源系统的健康度评估方法，其特征在于，所述第一目标函数为：
其中，f1(w)为所述总差异值，ωj为第j个关键器件的权重，rij为第j个关键器件在第i个预设时刻时的健康值；rkj为第j个关键器件在第k个预设时刻时的健康值；j＝1,2…,n，n为所述关键器件的数量；i＝1,2…,m，m为所述预设时刻的数量；k＝1,2…,m，k≠i。
4.根据权利要求3所述的电源系统的健康度评估方法，其特征在于，所述基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重，还包括：
根据所述多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值，基于信息熵对所述第一目标函数进行修正，得到第二目标函数；
所述对所述第一目标函数进行求解，得到各个关键器件的权重，包括：
对所述第二目标函数进行求解，得到各个关键器件的权重。
5.根据权利要求4所述的电源系统的健康度评估方法，其特征在于，所述第二目标函数为：
其中，μ为平衡系数，0＜μ＜1。
6.根据权利要求2至5任一项所述的电源系统的健康度评估方法，其特征在于，所述对所述第一目标函数进行求解，得到各个关键器件的权重，包括：
采用灰狼算法对所述第一目标函数求解，得到各个关键器件的权重。
7.根据权利要求1至5任一项所述的电源系统的健康度评估方法，其特征在于，所述关键器件包括：电容、开关管、电池及风机中的至少一种。
8.一种电源系统的健康度评估装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取电源系统中的多个关键器件分别在多个预设时刻时的健康值；
权重确定模块，用于基于各个关键器件分别在不同预设时刻时的健康值的差异，确定各个关键器件的权重；
健康度输出模块，用于针对每个预设时刻，将该预设时刻时多个关键器件的健康值与多个关键器件的权重加权求和得到该预设时刻时所述电源系统的综合健康度。
9.一种评估终端，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，执行如权利要求1至7中任一项所述的电源系统的健康度评估方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述电源系统的健康度评估方法的步骤。
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