CN117233567A - 晶闸管性能测试方法、装置、设备、存储介质和程序产品 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种晶闸管性能测试方法、装置、设备、存储介质和程序产品。所述方法包括：获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局；向测试电路发送测试信号，其中，测试信号根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度；获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值。采用本方法能够提升晶闸管性能测试的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及晶闸管性能测试技术领域，特别是涉及一种晶闸管性能测试方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
换流阀是高压直流输电系统的重要组成部分之一，换流阀中包括大量的晶闸管，这些晶闸管在特定的控制方式下进行导通和关断，使换流阀能够实现电流的单向流动。晶闸管在高电压和高电流条件下工作，其导通性能的可靠性对于设备和系统的安全稳定至关重要。为提高晶闸管制造质量和生产效率，需对晶闸管导通性能进行测试，以确保晶闸管具有稳定的导通性能，满足实际应用需求。
晶闸管的导通性能测试过程中，需要对电路进行合理布局，调整各组件之间线路的长度，尽可能地使总线长最小的同时使晶闸管在电路中均匀分布，以优化测试过程中的信号传输路径，降低信号传输的延迟和失真，提升测试的准确性。现有技术中，通常将总线长最短作为主要优化目标来获得用于测试晶闸管的测试电路，但通过该方法获得的测试电路中，各晶闸管之间的线长可能存在较大差异，晶闸管可能会出现在部分区域过于集中或过于分散，影响触发的一致性，继而导致晶闸管性能测试的效率和准确性不佳。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升晶闸管性能测试的准确性的晶闸管性能测试方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种晶闸管性能测试方法，该方法包括：
获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局；
根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度，向测试电路发送测试信号；
获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值。
在其中一个实施例中，获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，包括：
获取各待测试晶闸管的初始布局状态，并根据初始布局状态确定在初始布局状态下各待测试晶闸管之间的连接线长度；
对初始布局状态进行优化更新，得到更新后的布局状态，将连接线长度总和最小时对应的更新后的布局状态作为目标布局状态。
在其中一个实施例中，初始布局状态包括测试电路中的晶闸管数量和各待测试晶闸管之间的连接关系，根据初始布局状态确定在初始布局状态下各待测试晶闸管之间的连接线长度，包括：
根据晶闸管数量和连接关系确定测试电路对应的原始超图模型；
根据原始超图模型确定用于表征测试电路中所有晶闸管连接线的长度的线路长度函数，并根据线路长度函数确定连接线长度。
在其中一个实施例中，初始布局状态还包括布局区域，方法还包括：
将各待测试晶闸管在布局区域中不发生重叠作为约束条件，以连接线长度作为优化目标，对原始超图模型进行优化，以得到目标布局状态。
在其中一个实施例中，该方法还包括：
确定用于描述待检测晶闸管在布局区域上的分布情况的初始密度函数；
根据待检测晶闸管和布局区域的面积确定待检测晶闸管与布局区域在布局区域的横向和纵向上的重叠函数；
通过重叠函数将初始密度函数平滑化，得到目标密度函数，目标密度函数用于表征约束条件。
在其中一个实施例中，将各待测试晶闸管在布局区域中不发生重叠作为约束条件，以连接线长度作为优化目标，对原始超图模型进行优化，以得到目标布局状态，包括：
将目标密度函数作为惩罚项，组合惩罚项与目标线长函数，得到目标优化函数；
通过预设的优化算法计算目标优化函数的最小值，得到与最小值对应的各待检测晶闸管在布局区域中的位置坐标；
在位置坐标使目标函数的函数值小于预设阈值，且使得密度函数满足约束条件的情况下，根据位置坐标确定测试电路中各待测试晶闸管的布局。
第二方面，本申请还提供了一种晶闸管性能测试装置，该装置包括：
布局模块，用于获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局；
测试模块，用于向测试电路发送测试信号，其中，测试信号根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度；
判断模块，用于获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局；
向测试电路发送测试信号，其中，测试信号根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度；
获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其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以下步骤：
获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局；
向测试电路发送测试信号，其中，测试信号根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度；
获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局；
向测试电路发送测试信号，其中，测试信号根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度；
获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值。
上述晶闸管性能测试方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局；可以根据换流阀的实际规模和结构确定晶闸管在测试电路中的布局，使电路响应更加迅速和稳定，获得更加优化的电路布局和信号传输路径，有助于根据测试结果优化换流阀的实际电路布置；向测试电路发送测试信号，其中，测试信号根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度；可以根据实际晶闸管的响应情况来调整触发信号的幅度，适应不同晶闸管的特性和工作条件，保障晶闸管能够在关断状态和导通状态间实现平稳的切换，有助于防止电流和电压的异常增加，降低了测试过程中晶闸管发生损坏的风险，提高测试的稳定性；获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值，可以获得晶闸管在特定测试信号下的性能指标和发现潜在的故障，提高晶闸管性能测试的准确性，从而有助于提升电力系统的稳定性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的一些实施例，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为一个实施例中晶闸管性能测试方法的应用环境图；
图2为一个实施例中晶闸管性能测试方法的流程示意图；
图3为一个实施例中晶闸管性能测试方法的流程示意图；
图4为一个实施例中晶闸管性能测试装置的结构框图；
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的晶闸管性能测试方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信。数据存储系统可以存储服务器104需要处理的数据。数据存储系统可以集成在服务器104上，也可以放在云上或其他网络服务器上。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、等。服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个示例性的实施例中，如图2所示，提供了一种晶闸管性能测试方法，以该方法应用于图1中的应用环境为例进行说明，包括以下步骤202至步骤206。
其中：
步骤202，获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局。
其中，换流阀是输电过程中用于整流或逆变的装置，晶闸管是用于控制电流通断的半导体开关器件。高压直流输电系统中的换流阀通常以多个晶闸管作为控制元件，通过触发晶闸管导通或截止来控制电流在交流和直流之间的转换。每个晶闸管的可靠性对于电力系统的安全稳定运行都至关重要，因此，在晶闸管投入使用前，要对晶闸管的阻抗和频率响应特性等参数进行测试，一方面可以检测出可能存在故障的晶闸管，另一方面也可以根据测试电路布局中晶闸管的导通状态和触发一致性来优化晶闸管在换流阀中的布局，待测试晶闸管是指将要进行上述性能测试的晶闸管。目标布局状态是指能够满足预设条件的情况下，电路中各组件的排列方式和状态，目标布局状态可以包括组件位置和连接方式、电路元件参数、电源供应或信号传输路径等信息。测试电路是用于测试晶闸管的电路，可以包括触发和控制电路、负载、保护电路、传感器、电源以及数据采集装置等。
示例性地，获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，可以是根据换流阀的性能需求、换流阀的电路结构或通过电路仿真系统确定晶闸管测试电路需要满足的状态。根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局，可以是根据目标布局状态生成测试电路的电路图或布局图，以明确各晶闸管在测试电路中的位置和连接关系。
步骤204，向测试电路发送测试信号，其中，测试信号根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度。
其中，测试信号是指用于触发晶闸管的电信号，测试信号可以具有特定的频率、幅度或波形。预设测试值可以是在测试过程前预先设定的参考数值或参考值。目标信号值是指实际测量过程中使用的信号值。反馈系数是指用于根据输出信号来调整输入信号的系数，可以是正反馈系数或负反馈系数。测试信号的目标脉冲宽度是指测试信号的脉冲持续时间。
示例性地，可以通过函数发生器、数字信号处理器、波形发生器集成电路、模拟电路或人工生成等途径生成测试信号。可以将信号发生装置的输出端与测试电路的输入端连接，以将测试信号发送至测试电路。根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，可以直接将预设测试值作为目标信号值，也可以根据预设测试值和预设的算法计算目标信号值。根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度，可以是先确定初始脉冲宽度并根据反馈信号对脉冲宽度进行动态调整，以使得晶闸管能够被稳定触发。
步骤206，获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值。
其中，导通状态参数是指晶闸管被触发后的电参数，可以包括导通时间、电流、电压、门极电流、潜在降压、维持电流、维持电压、耐受电流或耐受电压等参数，这些电参数可以直接或间接地反映晶闸管的导通状态。其中，导通时间是指从触发晶闸管开始，到晶闸管完全进入导通状态所经过的时间，动态电流是指晶闸管在导通状态和关断状态之间切换时所涉及的瞬态电流。晶闸管的性能状态是指晶闸管在预设工作条件下的电气特性和性能表现，例如导通状态、关断状态、导通和关断速度、维持能力、触发特征或温度特性等。
示例性地，可以通过传感器或数据采集装置来获取晶闸管的导通状态参数，对导通状态参数进行分析来确定晶闸管的性能状态，例如，当晶闸管的导通电流、导通电压降的值和维持电流的波动情况均在预设范围内，可以认为晶闸管在当前的触发信号作用下能够稳定导通。
上述晶闸管性能测试方法中，获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局；可以根据换流阀的实际规模和结构确定晶闸管在测试电路中的布局，使电路响应更加迅速和稳定，获得更加优化的电路布局和信号传输路径，有助于根据测试结果优化换流阀的实际电路布置；向测试电路发送测试信号，其中，测试信号根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度；可以根据实际晶闸管的响应情况来调整触发信号的幅度，适应不同晶闸管的特性和工作条件，保障晶闸管能够在关断状态和导通状态间实现平稳的切换，有助于防止电流和电压的异常增加，降低了测试过程中晶闸管发生损坏的风险，提高测试的稳定性；获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值，可以获得晶闸管在特定测试信号下的性能指标和发现潜在的故障，提高晶闸管性能测试的准确性，从而有助于提升电力系统的稳定性和可靠性。
在一个示例性的实施例中，获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，包括：获取各待测试晶闸管的初始布局状态，并根据初始布局状态确定在初始布局状态下各待测试晶闸管之间的连接线长度；对初始布局状态进行优化更新，得到更新后的布局状态，将连接线长度总和最小时对应的更新后的布局状态作为目标布局状态。
其中，初始布局状态是指测试电路中包括晶闸管在内的各元件的初始位置、排列方式和连接关系，初始布局状态通常不是最优的布局状态，需要根据优化目标和约束进行优化。目标布局状态是指经过优化后满足特定性能目标的布局状态。
示例性地，获取各待测试晶闸管的初始布局状态，可以是通过布局生成算法根据晶闸管数量、性能参数和布局区域的大小生成初始布局和确定晶闸管之间的连接线长度。对初始布局状态进行优化更新，得到更新后的布局状态，将连接线长度总和最小时对应的更新后的布局状态作为目标布局状态，可以是以连接线长度总和最小为优化目标，对初始电路通过仿真等手段来评估其性能，使用遗传算法、模拟退火算法或梯度下降等算法对电路参数和元件布局进行迭代优化，以满足优化目标的布局状态作为目标布局状态。
在一个示例性的实施例中，初始布局状态包括测试电路中的晶闸管数量和各待测试晶闸管之间的连接关系，根据初始布局状态确定在初始布局状态下各待测试晶闸管之间的连接线长度，包括：根据晶闸管数量和连接关系确定测试电路对应的原始超图模型；根据原始超图模型确定用于表征测试电路中所有晶闸管连接线的长度的线路长度函数，并根据线路长度函数确定连接线长度。
其中，超图模型是指由节点和超边组成的，用于表示对象之间的关系或连接的模型，其中节点代表对象，超边可以连接过个节点，代表了各节点之间的关系，超图模型可以通过列表、矩阵或图形等方法来表示。原始超图模型是指表征测试电路中各元件及其连接关系的超图模型。线路长度函数是指用于衡量电路中连线总长度的函数，可以是总线长函数、平均线长函数或最长连线长度函数等，线路长度函数可以通过调整元件位置和连线路径来进行优化。
示例性地，根据晶闸管数量和连接关系确定测试电路对应的原始超图模型，可以将晶闸管作为节点，连接晶闸管的线路作为超边，建立与测试电路的布局相对应的超图模型。根据原始超图模型确定用于表征测试电路中所有晶闸管连接线的长度的线路长度函数，并根据线路长度函数确定连接线长度，可以是根据超边连接的各个节点的位置来计算线长，并对所有线长进行求和或加权平均，得到线路长度函数，对线路长度函数进行求解，得到对应于实际测试电路的连接线长度。
在一个示例性的实施例中，初始布局状态还包括布局区域，方法还包括：将各待测试晶闸管在布局区域中不发生重叠作为约束条件，以连接线长度作为优化目标，对原始超图模型进行优化，以得到目标布局状态。
其中，布局区域是指用于放置待测试晶闸管、连接线路以及测试电路中其它组成部分的区域。约束条件是指用于限制问题的解空间，确保得出的解满足预设目标的条件，约束条件可以是线性或非线性的数学形式来表达，其中线性约束是变量与常数之间满足线性关系，而非线性约束则是指变量和常数之间满足其他数学形式的关系，如平方、指数或对数等。
示例性地，将各待测试晶闸管在布局区域中不发生重叠作为约束条件，以连接线长度作为优化目标，对原始超图模型进行优化，可以基于目标函数和约束条件建立数学模型，将布局优化问题通过数学模型表达，其中，目标函数可以是针对某一特定指标建立的函数，例如线长最小化、功耗最小化或性能最大化等，约束条件可以通过约束方程来表示，再通过优化算法求解由目标函数和约束方程构成的数学模型，得到最优解或满足约束条件的解，根据数学模型的解确定与测试电路相对应的参数，例如晶闸管的布局或线长，从而得到目标布局状态。
在一个示例性的实施例中，该方法还包括：确定用于描述待检测晶闸管在布局区域上的分布情况的初始密度函数；根据待检测晶闸管和布局区域的面积确定待检测晶闸管与布局区域在布局区域的横向和纵向上的重叠函数；通过重叠函数将初始密度函数平滑化，得到目标密度函数，目标密度函数用于表征约束条件。
其中，密度函数是指用于描述待检测晶闸管在布局区域上的分布情况或数量密度的函数，可以描述元件密度、线路密度或功耗密度等参数的分布规律。初始密度函数是指测试电路在初始状态下的密度函数，初始密度函数可能是不平滑或不可微的函数，难以对其进行求解或求解过程复杂。重叠函数是指描述晶闸管和布局区域重叠概率或比例的函数。目标密度函数是指经过平滑化等处理后更便于求解的密度函数。平滑化是指对原始函数进行简化或降噪等处理，使原始函数变得平滑或连续的过程。
示例性地，确定用于描述待检测晶闸管在布局区域上的分布情况的初始密度函数，可以将布局区域划分成多个子区域，根据子区域的面积、位置坐标和每个子区域中布局的晶闸管的数量或面积确定表征布局密度的密度函数，由于晶闸管在布局区域中的布局密度可能是离散或分段的，因此需要通过平滑化处理使其变得连续和容易求解，例如，可以使用贝尔型函数与密度函数相乘来得到平滑的目标密度函数。
在一个示例性的实施例中，将各待测试晶闸管在布局区域中不发生重叠作为约束条件，以连接线长度作为优化目标，对原始超图模型进行优化，以得到目标布局状态，包括：将目标密度函数作为惩罚项，组合惩罚项与目标线长函数，得到目标优化函数；通过预设的优化算法计算目标优化函数的最小值，得到与最小值对应的各待检测晶闸管在布局区域中的位置坐标；在位置坐标使目标函数的函数值小于预设阈值，且使得密度函数满足约束条件的情况下，根据位置坐标确定测试电路中各待测试晶闸管的布局。
其中，惩罚项是指损失函数中用于在优化过程中用于约束或限制模型或优化过程的项。通过向损失函数中增加惩罚项，可以控制模型的复杂性、防止过拟合或引入先验知识，使模型的参数保持在预设范围内。目标优化函数是用于优化超图模型的函数，能够同时表征优化目标和约束条件。
示例性地，将可以将目标密度函数与目标线长函数进行线性组合，得到目标优化函数，使用二次罚函数法来计算目标优化函数的最小值，得到满足约束条件的总线长，根据总线长得到电路中各晶闸管对应的位置向量或位置坐标，从而确定测试电路中各待测试晶闸管的布局。
在一个示例性的实施例中，提供了一种晶闸管性能测试方法，如图3所示，该晶闸管性能测试方法包括以下步骤：
步骤302：根据换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态建立超图模型。
根据具有n个晶闸管和m条线网的测试电路建立一个超图H＝(V,E)的布局模型，将晶闸管的布局问题转换为超图模型的布局问题。其中所有顶点的集合可表示为V＝{v1,…,vn}，所有超边的集合可表示为E＝{e1,…,em}。单元vi的中心点坐标用(xi,yi)表示，单元的宽度和高度分别用wi和hi表示，单元vi的面积表示为Si，i＝1,…,n。呈矩形的布局区域的左下角和右上角顶点分别为(0,0)和(W,H)。布局的基本目标是将每个单元放置在布局区域内，确保它们相互不重叠，并使得线长达到最小。为了满足这个目标，布局问题可以被描述为如下的约束最小化问题，即在满足所有单元互不重叠的条件下，确定一个布局方案使得总线长最小化，即：
min W(x,y)
s.t.cell free overlap
其中W(x,y)是线长函数，通常采用所有线网的半周长线长((half-perimeterwirelength,HPWL)之和:
为了描述单元之间的不重叠约束，引入区间[L1,R1]和[L2,R2]来描述重叠长度:
Θ([L1,R1],[L2,R2])＝[min(R1,R2)-max(L1,L2)]+
其中
进一步，在布局中单元vi和vj间的重叠面积的计算公式如下:
因此，测试电路的布局问题可描述为以下的数学模型:
mi nW(x,y)
优化线长与消除重叠这两个目标相互冲突。优化线长趋向于将单元聚集在一起，而消除重叠要求单元散开。此外，约束的数量O(n2)随着问题规模的增大呈二次增长，当问题中的单元数量n较大时，约束数量也会变得非常庞大。由于单元数量通常较大，直接求解上述问题非常困难，因此，需对上述问题进行优化以便于求解。
步骤304：通过二次线长模型和LSE模型对超图模型进行优化，并根据目标布局状态通过超图模型确定测试电路中各待测试晶闸管的布局。
其中，二次线长模型是指表征电路中连接各元件的线路的长度的平方和的函数。LSE(Line Segment Estimation，线长估计)线长模型是根据元件横纵坐标对所有导线的长度进行求和的函数。
将晶闸管看作只包含两个引脚的电路模块，则二次线长模型可以表达为：
其中wx,ij(wy,ij)为连接单元i,j的线网的权重(没有线网连接则为0)。假设单元v1到vn是可移动单元，vn+1到vn是固定位置的单元，则 是可移动单元在x方向和y方向的坐标向量。以矩阵形式根据可移动单元的坐标可将上述线长模型表示为：
其中C是常数项。
在不考虑重叠的情况下，最小化线长的布局结果可由求解如下线性代数方程组得出：
Qx+dx＝0,Qy+dy＝0
由于二次线长模型只能处理包含两个引脚的线网，所以将包含多个引脚的线网用网模型转化为只包含两个引脚的线网；令线网中引脚的个数用p表示,线网模型在x方向上表示为：
其中线网权重可表示为：
LSE模型可以表达为下式:
根据LSE，线网e∈E的HPWL可以近似为：
当γ→0的情况下，LSE线长趋近HPWL；
其中，HPWL为线网的半周长线长。其中γ的值可以根据经验设置，通常设置为尽可能小的值，以避免优化过程中出现算术溢出。
密度函数SDg(x,y)既不是平滑的也不可微，可以用贝尔型函数进行平滑密度函数，密度函数SDg(x,y)如下公式所示：
其中,Px(g,v)和Py(g,v)分别是方格g和块v在x和y方向上的重叠函数；采用贝尔型函数px来平滑；px的定义如下：
其中，wg是布局区域中子区域的宽度，wv是单元的宽度，dx是单元v与方格g在x方向上之间的距离；当/>时，函数连续；同理，在y方向上的Py(g,v)也可以得出；由此，函数SDg(x,y)可以替换为一个光滑的函数：
其中，cv是一个标准参数，使得：
即每一个单元的总电势与它的面积等价；上述优化问题可以表达为：
min WL(x,y)
使用二次罚函数法对下式所示的目标函数进行优化，得到满足约束条件的最小线长。
其中，λ单调递减。以上各式中，V＝{v1,v2,K,vm}代表各晶闸管组成的集合，E＝{e1,e2,K,en}代表连接各晶闸管的线路组成的线网集合，m为晶闸管的数量，n为线路的数量，(xi,yi)为模块的中心坐标，areai为晶闸管的面积，(x,y)为晶闸管的坐标向量，WL(x,y)为总线长，SDg(x,y)为子区域中单元的密度，D为平均单元面积。
步骤306：根据预设的初始控制参数和反馈系数生成晶闸管的触发信号，将触发信号输入测试电路，触发晶闸管导通。
其中，触发信号可以表达为下式：
Ln+1＝f(Ln)
其中，Ln是初始控制参数；根据初始控制参数和预设的反馈系数生成触发信号，每隔Δ次，将正比于系统变量值的反馈信号Lk'作为触发信号输入到测试电路中，即每经过Δk(k＝0,1,…)步迭代时，以反馈信号Lk'替代Lk输入到测试电路中；反馈信号Lk′表达如下：
Lk'＝Lk(1+γ)
此时，受控系统发生变化，表达如下：
Lk+1＝f(Lk')
未进行反馈时，迭代规律同式(1)。上述过程可表示为：
其中，k＝0,1,2,…；反馈脉冲强度γ可以取正值或负值。
步骤308：获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通时间和动态电流值，根据测试信号和导通时间和动态电流值确定各所述晶闸管的性能状态。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的晶闸管性能测试方法的晶闸管性能测试装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个晶闸管性能测试装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于晶闸管性能测试方法的限定，在此不再赘述。
在一个示例性的实施例中，如图4所示，提供了一种晶闸管性能测试装置400，包括：布局模块402、测试模块404和判断模块406，其中：
布局模块402，用于获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据目标布局状态确定测试电路中各待测试晶闸管的布局。
测试模块404，用于向测试电路发送测试信号，其中，测试信号根据预设测试值确定测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定测试信号的目标脉冲宽度。
判断模块406，用于获取各待测试晶闸管在测试信号触发后的导通状态参数，根据测试信号和导通状态参数确定各晶闸管的性能状态，导通状态参数包括各晶闸管对应的导通时间或动态电流值。
在一个示例性的实施例中，布局模块402用于：获取各待测试晶闸管的初始布局状态，并根据初始布局状态确定在初始布局状态下各待测试晶闸管之间的连接线长度；对初始布局状态进行优化更新，得到更新后的布局状态，将连接线长度总和最小时对应的更新后的布局状态作为目标布局状态。
在一个示例性的实施例中，初始布局状态包括测试电路中的晶闸管数量和各待测试晶闸管之间的连接关系，布局模块402用于：根据晶闸管数量和连接关系确定测试电路对应的原始超图模型；根据原始超图模型确定用于表征测试电路中所有晶闸管连接线的长度的线路长度函数，并根据线路长度函数确定连接线长度。
在一个示例性的实施例中，初始布局状态还包括布局区域，布局模块402用于：将各待测试晶闸管在布局区域中不发生重叠作为约束条件，以连接线长度作为优化目标，对原始超图模型进行优化，以得到目标布局状态。
在一个示例性的实施例中，布局模块402还用于：确定用于描述待检测晶闸管在布局区域上的分布情况的初始密度函数；根据待检测晶闸管和布局区域的面积确定待检测晶闸管与布局区域在布局区域的横向和纵向上的重叠函数；通过重叠函数将初始密度函数平滑化，得到目标密度函数，目标密度函数用于表征约束条件。
在一个示例性的实施例中，布局模块402还用于：将目标密度函数作为惩罚项，组合惩罚项与目标线长函数，得到目标优化函数；通过预设的优化算法计算目标优化函数的最小值，得到与最小值对应的各待检测晶闸管在布局区域中的位置坐标；在位置坐标使目标函数的函数值小于预设阈值，且使得密度函数满足约束条件的情况下，根据位置坐标确定测试电路中各待测试晶闸管的布局。
上述晶闸管性能测试装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口(Input/Output，简称I/O)和通信接口。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储电路布局数据和测试过程数据。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种晶闸管性能测试方法。
在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种晶闸管性能测试方法。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。该计算机设备可以是如图5中所示的计算机设备。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其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各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要符合相关规定。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是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非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种晶闸管性能测试方法，其特征在于，所述方法包括：
获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据所述目标布局状态确定测试电路中各所述待测试晶闸管的布局；
根据预设测试值确定所述测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定所述测试信号的目标脉冲宽度，向所述测试电路发送测试信号；
获取各所述待测试晶闸管在所述测试信号触发后的导通状态参数，根据所述测试信号和所述导通状态参数确定各所述晶闸管的性能状态，所述导通状态参数包括各所述晶闸管对应的导通时间或动态电流值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，包括：
获取各所述待测试晶闸管的初始布局状态，并根据所述初始布局状态确定在所述初始布局状态下各所述待测试晶闸管之间的连接线长度；
对所述初始布局状态进行优化更新，得到更新后的布局状态，将所述连接线长度总和最小时对应的所述更新后的布局状态作为所述目标布局状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始布局状态包括所述测试电路中的晶闸管数量和各所述待测试晶闸管之间的连接关系，所述根据所述初始布局状态确定在所述初始布局状态下各所述待测试晶闸管之间的连接线长度，包括：
根据所述晶闸管数量和所述连接关系确定所述测试电路对应的原始超图模型；
根据所述原始超图模型确定用于表征所述测试电路中所有晶闸管连接线的长度的线路长度函数，并根据所述线路长度函数确定所述连接线长度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始布局状态还包括布局区域，所述方法还包括：
将各所述待测试晶闸管在所述布局区域中不发生重叠作为约束条件，以所述连接线长度作为优化目标，对所述原始超图模型进行优化，以得到所述目标布局状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定用于描述所述待检测晶闸管在所述布局区域上的分布情况的初始密度函数；
根据所述待检测晶闸管和所述布局区域的面积确定所述待检测晶闸管与布局区域在所述布局区域的横向和纵向上的重叠函数；
通过所述重叠函数将所述初始密度函数平滑化，得到目标密度函数，所述目标密度函数用于表征所述约束条件。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将各所述待测试晶闸管在所述布局区域中不发生重叠作为约束条件，以所述连接线长度作为优化目标，对所述原始超图模型进行优化，以得到所述目标布局状态，包括：
将所述目标密度函数作为惩罚项，组合所述惩罚项与所述目标线长函数，得到目标优化函数；
通过预设的优化算法计算所述目标优化函数的最小值，得到与所述最小值对应的所述各待检测晶闸管在所述布局区域中的位置坐标；
在所述位置坐标使所述目标函数的函数值小于预设阈值，且使得所述密度函数满足所述约束条件的情况下，根据所述位置坐标确定所述测试电路中各所述待测试晶闸管的布局。
7.一种晶闸管性能测试装置，其特征在于，所述装置包括：
布局模块，用于获取换流阀中各待测试晶闸管的目标布局状态，并根据所述目标布局状态确定测试电路中各所述待测试晶闸管的布局；
测试模块，用于向所述测试电路发送测试信号，其中，所述测试信号根据预设测试值确定所述测试信号的目标信号值，并根据反馈系数确定所述测试信号的目标脉冲宽度；
判断模块，用于获取各所述待测试晶闸管在所述测试信号触发后的导通状态参数，根据所述测试信号和所述导通状态参数确定各所述晶闸管的性能状态，所述导通状态参数包括各所述晶闸管对应的导通时间或动态电流值。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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