JP2017192277A - Diagnostic method of power conversion apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform diagnosis for preventive maintenance by visualizing an operation state of a power conversion apparatus installed, stored, used, etc. in a field.SOLUTION: A diagnostic method of a power conversion apparatus includes: an actual machine learning step S100 including a first neural network configuration data generation step S110 and a first learning step S120 for updating the first neural network configuration data while measuring physical quantity related to a first power conversion apparatus 110; a simulated operation learning step S200 including a second neural network configuration data generation step S210 and a second learning step S220 for updating the second neural network configuration data while measuring physical quantity related to a second power conversion apparatus during simulated operation; and an evaluation diagnosis step S300 including a diagnosis step S320 for diagnosing the operation state of the first power conversion apparatus on the basis of neural network configuration data concerned with a diagnostic template to which second learning is reflected and the first neural network configuration data to which first learning is reflected.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力変換装置の診断方法に関する。   The present invention relates to a diagnostic method for a power converter.

交流電源と直流電源との間の相互の電力の変換、直流電源における電圧の変換等を行う電力変換装置は、いわゆるスマートグリッド構想、HEMS(Home Energy Management System)構想等に代表されるような昨今の電力の生産/供給/消費の最適化の潮流にあって、ニーズが高まっている装置の一つとなっている。
電力変換装置は、電力を供給する源側と(例えば一の電源系統、バッテリー等)、電力を消費する負荷側と(例えば他の電源系統、電気設備、電気製品等)とにそれぞれ接続されて用いられることが多いが、これらの接続先にはどのような電力供給源及び負荷が接続されるのかについては必ずしも一定ではない。また、電力変換装置がどのような環境に設置され、どのように保管され、どのように運転されるのかについても必ずしも一定ではない(以下、設置、保管、運転等をまとめて「使用」という。)。
このように電力変換装置は、一旦、製造工場から出荷された後に使用されるフィールド(使用現場)に置かれると、その使用のされ方は千差万別であることから、電力変換装置が使用されている間に、電力変換装置が電気的にどのように振る舞って動作をしてきたのかという「動作状況」も当然に千差万別となっている。
2. Description of the Related Art Power converters that perform mutual power conversion between an AC power source and a DC power source, voltage conversion in a DC power source, and the like have recently been represented by a so-called smart grid concept, a HEMS (Home Energy Management System) concept, and the like. In the trend of optimizing the production / supply / consumption of electric power, it has become one of the devices where the needs are increasing.
The power conversion device is connected to a source side that supplies power (for example, one power supply system, a battery, etc.) and a load side that consumes power (for example, other power supply systems, electrical equipment, electrical products, etc.), respectively. Although it is often used, it is not necessarily constant what kind of power supply source and load are connected to these connection destinations. In addition, the environment in which the power conversion device is installed, how it is stored, and how it is operated is not necessarily constant (hereinafter, installation, storage, operation, and the like are collectively referred to as “use”). ).
In this way, once the power converter is placed in the field (use site) that is used after being shipped from the manufacturing plant, the power converter is used because it is used in a variety of ways. Naturally, the “operation status” of how the power conversion device has been operated and operated while it is being performed is also quite different.

フィールドにおかれた電力変換装置の状況又は状態を把握して診断を行うべく、ニューラル・ネットワークを活用した電力変換装置の診断方法が従来から提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
従来の電力変換装置の診断方法においては、図22に示すように、電力変換装置(二次電池搭載装置930)に搭載された二次電池の放電可能時間を予測するために、事前に模擬運転装置(二次電池特性評価装置910)において二次電池の特性を測定し当該特性と放電可能時間との関係について学習を深めて精度を高めたニューラル・ネットワーク構成データを作成しておき(S900参照。)、実機側の電力変換装置(二次電池搭載装置930)においては、該事前に学習を深めて作成しておいた該ニューラル・ネットワーク構成データを取り込み、ニューラル・ネットワークとして再展開したうえで(S910及びS920参照。)、実機側の電力変換装置(二次電池搭載装置930)において都度測定した二次電池の特性の測定値を該ニューラル・ネットワークの入力層に代入して当該二次電池の放電可能時間の予測値を得ている(S930参照。)。
なお本明細書において、模擬運転装置で使用される電力変換装置又はそれを含む装置に対する語として、実際のフィールドで使用される電力変換装置又はそれを含む装置を「実機」という。
Conventionally, a diagnostic method for a power converter using a neural network has been proposed in order to grasp and diagnose the situation or state of the power converter placed in the field (see, for example, Patent Document 1).
In the conventional diagnostic method for a power converter, as shown in FIG. 22, in order to predict the dischargeable time of the secondary battery mounted on the power converter (secondary battery mounted device 930), a simulated operation is performed in advance. The device (secondary battery property evaluation device 910) measures the characteristics of the secondary battery, deepens learning about the relationship between the property and the dischargeable time, and creates neural network configuration data with improved accuracy (see S900). .) In the actual power conversion device (secondary battery mounting device 930), the neural network configuration data created by deepening the learning in advance is taken in and re-deployed as a neural network. (Refer to S910 and S920.) The measured values of the characteristics of the secondary battery measured each time in the actual power conversion device (secondary battery mounting device 930) Are substituted into the input layer of the neural network to obtain a predicted value of dischargeable time of the secondary cell (S930 see.).
In addition, in this specification, the power converter used in an actual field or the apparatus containing it is called "real machine" as a term with respect to the power converter used in a simulation driving | operation apparatus or an apparatus including the same.

従来の電力変換装置の診断方法によれば、診断を行う際に実機側で用いられるニューラル・ネットワーク構成データが、模擬運転装置(二次電池特性評価装置910)において事前に十分に学習されて精度が高められているため、実機側の電力変換装置(二次電池搭載装置930)においては特段の学習をする必要もなく、また、膨大な測定データを蓄積する必要もなく、高速に高精度に診断を行うことができる。   According to the conventional method for diagnosing a power conversion device, the neural network configuration data used on the actual machine side when making a diagnosis is sufficiently learned in advance in the simulated driving device (secondary battery characteristic evaluation device 910) and is accurate. Therefore, there is no need for special learning in the power conversion device (secondary battery mounting device 930) on the actual machine side, and there is no need to accumulate enormous amounts of measurement data. Diagnosis can be made.

特開2014−206499号公報JP 2014-206499 A

しかしながら、従来の電力変換装置の診断方法によれば、診断のために用いられるニューラル・ネットワーク構成データは、実機側(二次電池搭載装置930)においてではなく模擬運転装置(二次電池特性評価装置910)において一律的に学習して作成されたものであるため、実機毎の事情(千差万別な使用のされ方、動作状況等)が反映されたニューラル・ネットワーク構成データに基づいて実機の事情に即した診断を行うことはできない。また、従来の電力変換装置の診断方法は、二次電池の放電可能時間の予測という「将来」の状況を診断するものであり、過去から現在に至るまでの動作状況を診断することはできない。さらには、従来の電力変換装置の診断方法によれば、実機毎に、過去の動作状況(診断結果)に応じて、当該電力変換装置のメンテナンスを的確に行うことや、摩耗、経年変化等を予測して保全活動に行うといった「予防保全」を的確に行うことも難しい。   However, according to the conventional diagnostic method for the power conversion device, the neural network configuration data used for the diagnosis is not the actual device side (secondary battery mounting device 930) but the simulated driving device (secondary battery characteristic evaluation device). 910) is created by learning uniformly, and based on the neural network configuration data that reflects the circumstances of each actual machine (various usages, operating conditions, etc.) Diagnosis that suits the circumstances cannot be made. In addition, the conventional diagnostic method for a power conversion apparatus diagnoses a “future” situation of predicting a dischargeable time of a secondary battery, and cannot diagnose an operation situation from the past to the present. Furthermore, according to the conventional method for diagnosing a power converter, for each actual machine, according to the past operation status (diagnosis result), maintenance of the power converter is accurately performed, wear, secular change, etc. It is also difficult to accurately carry out “preventive maintenance” such as predicting and carrying out maintenance activities.

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、実機の電力変換装置における過去の「動作状況」を、可視化して把握し診断することができる電力変換装置の診断方法を提供することを目的とする。さらにまた、本発明は、実機毎の過去の動作状況に係る診断結果を提供することにより、電力変換装置の的確なメンテナンス、予防保全等に資することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a diagnostic method for a power conversion device that can visualize and grasp and diagnose past “operational status” in a real power conversion device. Objective. Furthermore, an object of the present invention is to contribute to accurate maintenance, preventive maintenance, and the like of a power converter by providing a diagnosis result relating to a past operation state for each actual machine.

本発明の発明者は、実機の電力変換装置における動作状況と、実機と同等の運転を行うことができる模擬運転環境の下での電力変換装置における動作状況とを、ニューラル・ネットワークを活用してそれぞれ客観的に数値化し可視化し、双方について互いに比較することで、実機の電力変換装置が過去どのように振る舞い、動作してきたか(動作状況)について伺い知ることができることに想到し、鋭意開発の結果、本発明を完成させた。本発明は、以下の要素からなる。   The inventor of the present invention uses a neural network to calculate the operation status of the actual power conversion device and the operation status of the power conversion device under a simulated operation environment capable of performing the same operation as the actual device. As a result of earnest development, we were able to know how the actual power converters have behaved and operated in the past (operating conditions) by objectively quantifying and visualizing them and comparing them with each other. The present invention has been completed. The present invention comprises the following elements.

[1]本発明の第1の電力変換装置の診断方法は、第1電力変換装置の動作状況について、ニューラル・ネットワークを用いて診断を行う電力変換装置の診断方法であって、第1ニューラル・ネットワークを用いて第1ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程と、前記第1電力変換装置に関係する物理量を測定して第1測定値を取得し、該第1測定値に基づいて前記第1ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第1学習を行う第1学習工程と、を含む実機学習ステップと、前記第1ニューラル・ネットワークを用いて第2ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程と、前記第1電力変換装置と同じ構成を有する第2電力変換装置の模擬運転を行いつつ、前記第2電力変換装置に関係する物理量を測定して第2測定値を取得し、該第2測定値に基づいて前記第2ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第2学習を行う第2学習工程と、を含む模擬運転学習ステップと、前記第2学習が反映された前記第2ニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ及び前記第1学習が反映された前記第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき前記第1電力変換装置の動作状況を診断する診断工程を含む評価診断ステップと、を有することを特徴とする。 [1] A diagnostic method for a power converter according to the first aspect of the present invention is a diagnostic method for a power converter that uses a neural network to diagnose the operation status of the first power converter. A first neural network configuration data generation step for generating an entity of the first neural network configuration data using a network; and a physical quantity related to the first power converter is measured to obtain a first measurement value; A first learning step including a first learning step of performing first learning by repeatedly updating the first neural network configuration data based on a first measurement value a plurality of times, and using the first neural network A second neural network configuration data generating step for generating an entity of the second neural network configuration data; While performing a simulated operation of the second power conversion device having the same configuration as the force conversion device, a physical quantity related to the second power conversion device is measured to obtain a second measurement value, and based on the second measurement value A second learning step that performs second learning by repeating updating the second neural network configuration data a plurality of times, and the second neural network in which the second learning is reflected As the neural network configuration data related to the diagnostic template, the neural network configuration data related to the diagnostic template and the first neural network configuration data reflecting the first learning are used as the configuration data. And an evaluation diagnosis step including a diagnosis step of diagnosing the operation state.

[2]本発明の第2の電力変換装置の診断方法は、第1電力変換装置の動作状況について、ニューラル・ネットワークを用いて診断を行う電力変換装置の診断方法であって、第1ニューラル・ネットワークを用いて第1ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程と、前記第1電力変換装置に関係する物理量を測定して第1測定値を取得し、該第1測定値に基づいて前記第1ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第1学習を行う第1学習工程と、を含む実機学習ステップと、(a)前記第1ニューラル・ネットワークを用いて第i試験モード(iは自然数)に係る第2ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程と、(b)前記第1電力変換装置と同じ構成を有する第2電力変換装置を用いて前記第i試験モードによる模擬運転を行いつつ、前記第2電力変換装置に関係する物理量を測定して第2測定値を取得し、該第2測定値に基づいて前記第i試験モードに係る第2ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第2学習を行う第2学習工程と、及び、(c)前記第2学習が反映された当該第i試験モードに係る第2ニューラル・ネットワーク構成データを基準データベースに格納する基準データベース格納工程とを、iが1からm(mは2以上の整数)まで、iの数を増やしながらm回実行して、m個の前記第2ニューラル・ネットワーク構成データからなる前記基準データベースを構築する基準データベース構築ステップと、前記基準データベースに格納されているm個の前記第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、評価診断を行う試験モードに対応するニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして少なくともいずれか1つを選出する診断テンプレート選出工程と、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ及び前記第1学習が反映された前記第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき前記第1電力変換装置の動作状況を診断する診断工程と、を含む評価診断ステップと、を有することを特徴とする。 [2] A diagnostic method for a power converter according to a second aspect of the present invention is a diagnostic method for a power converter that diagnoses the operation status of the first power converter using a neural network. A first neural network configuration data generation step for generating an entity of the first neural network configuration data using a network; and a physical quantity related to the first power converter is measured to obtain a first measurement value; A first learning step including performing a first learning by repeatedly updating the first neural network configuration data based on a first measurement value a plurality of times; (a) the first neural network; A second neural network that generates an entity of second neural network configuration data related to the i-th test mode (i is a natural number) using a network. A network configuration data generation step; and (b) performing a simulated operation in the i-th test mode using a second power converter having the same configuration as the first power converter, and relating to the second power converter. A second learning is performed by repeatedly measuring a physical quantity to obtain a second measured value and updating the second neural network configuration data related to the i-th test mode based on the second measured value a plurality of times. A reference database storage step of storing in the reference database the second neural network configuration data related to the i th test mode in which the second learning is reflected; Execute m times while increasing the number of i until m is an integer of 2 or more, and construct the reference database consisting of m pieces of the second neural network configuration data A reference database construction step, and neural network configuration data corresponding to a test mode for performing an evaluation diagnosis from among the m second neural network configuration data stored in the reference database. A diagnostic template selection step of selecting at least one of the network configuration data, the neural network configuration data related to the diagnostic template, and the first neural network configuration data reflecting the first learning. And a diagnostic step for diagnosing the operation status of the power converter.

[3]本発明の第2の電力変換装置の診断方法において、前記評価診断ステップにあっては、[2]に記載の前記診断テンプレート選出工程に替えて、前記基準データベースに格納されているm個の前記第2ニューラル・ネットワーク構成データのうち当該診断にふさわしい前記第2ニューラル・ネットワーク構成データをn個選出し(nは2以上の整数、かつ、n≦m)、該n個の前記第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、評価診断を行う試験モードに対応するニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして少なくともいずれか1つを選出する第2の診断テンプレート選出工程を含むことが好ましい。 [3] In the diagnostic method for the second power conversion device of the present invention, in the evaluation diagnostic step, m stored in the reference database instead of the diagnostic template selection step described in [2]. Among the second neural network configuration data, n pieces of the second neural network configuration data suitable for the diagnosis are selected (n is an integer of 2 or more and n ≦ m), and the n pieces of the second neural network configuration data are selected. A second diagnostic template selection step of selecting at least one of the neural network configuration data corresponding to the test mode for performing the evaluation diagnosis as the neural network configuration data related to the diagnostic template from the two neural network configuration data It is preferable to contain.

[4]本発明の第1及び第2の電力変換装置の診断方法においては、前記ニューラル・ネットワークとして、入力層、1つ以上の中間層及び出力層を有する階層構造型のニューラル・ネットワークを用い、前記第1学習工程及び前記第2学習工程においては、誤差逆伝搬法によって前記第1学習及び前記第2学習を行うことが好ましい。 [4] In the first and second power conversion device diagnosis methods of the present invention, a hierarchical neural network having an input layer, one or more intermediate layers, and an output layer is used as the neural network. In the first learning step and the second learning step, it is preferable that the first learning and the second learning are performed by an error back propagation method.

[5]本発明の第1及び第2の電力変換装置の診断方法において、前記診断工程にあっては、前記第1学習が反映された前記第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき第1マップを作成し、前記診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データに基づき第2マップを作成し、前記第1マップのパターンと前記第2マップのパターンとを比較又は照合してパターンの類似度を評価し、該類似度に応じて前記第1電力変換装置の動作状況を診断することが好ましい。 [5] In the first and second power conversion device diagnosis methods according to the present invention, in the diagnosis step, a first map is generated based on the first neural network configuration data reflecting the first learning. Creating a second map based on the neural network configuration data related to the diagnostic template, and comparing or collating the pattern of the first map with the pattern of the second map to evaluate the similarity of the pattern, It is preferable to diagnose an operation state of the first power converter according to the similarity.

[6]本発明の第1及び第2の電力変換装置の診断方法においては、前記第1電力変換装置には、少なくともインバーター回路が含まれ、少なくともバッテリー及び負荷が接続されることが好ましい。 [6] In the first and second power conversion device diagnosis methods of the present invention, it is preferable that the first power conversion device includes at least an inverter circuit, and at least a battery and a load are connected.

[7]本発明の第1及び第2の電力変換装置の診断方法においては、前記第1ニューラル・ネットワークにおいては、前記バッテリーの電圧及び電流、前記負荷の電圧及び電流、並びに、前記バッテリーの温度又は前記第1電力変換装置の温度を入力因子とするユニットによって入力層を構成し、かつ、前記バッテリーの放電時間及び充電時間を出力因子とするユニットによって出力層を構成することが好ましい。 [7] In the first and second power conversion device diagnosis methods of the present invention, in the first neural network, the voltage and current of the battery, the voltage and current of the load, and the temperature of the battery Alternatively, it is preferable that the input layer is constituted by a unit having the temperature of the first power converter as an input factor, and the output layer is constituted by a unit having the discharge time and the charge time of the battery as an output factor.

[8]本発明の第1及び第2の電力変換装置の診断方法においては、前記第2電力変換装置の前記模擬運転には、前記第2電力変換装置に対してストレスを掛ける試験モードの下での運転が含まれることが好ましい。 [8] In the first and second power converter diagnosis methods according to the present invention, the simulated operation of the second power converter is performed under a test mode in which stress is applied to the second power converter. It is preferable that the operation is included.

[9]本発明の第1及び第2の電力変換装置の診断方法において、前記実機学習ステップにあっては、前記第1電力変換装置における前記第1学習が進んだ第1時刻における前記第1ニューラル・ネットワーク構成データを取得して時間情報に関連付けながら保持し、更に前記第1学習が進んだ、前記第1時刻よりも後の第2時刻における前記第1ニューラル・ネットワーク構成データを取得して時間情報に関連付けながら保持し、前記評価診断ステップにあっては、前記診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ、前記第1時刻における前記第1ニューラル・ネットワーク構成データ、及び、前記第2時刻における前記第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき前記第1電力変換装置の動作状況を診断することが好ましい。 [9] In the first and second power conversion device diagnosis methods of the present invention, in the actual machine learning step, the first time at a first time when the first learning in the first power conversion device has advanced. Neural network configuration data is acquired and held in association with time information, and further, the first neural network configuration data at a second time after the first time at which the first learning has progressed is acquired. In the evaluation diagnosis step, the neural network configuration data related to the diagnostic template, the first neural network configuration data at the first time, and the second time Diagnosing the operation status of the first power converter based on the first neural network configuration data Preferred.

本発明の第1の電力変換装置の診断方法は、第1電力変換装置(実機側)に関係する物理量を測定して第1測定値を取得し、該第1測定値に基づいて第1ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第1学習を行う第1学習工程、並びに、模擬運転による第2学習が反映された第2ニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ及び第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき第1電力変換装置(実機)の動作状況を診断する診断工程を有する。このような構成によれば、実機の第1電力変換装置における過去の「動作状況」に関する情報を、第1ニューラル・ネットワーク構成データとして入手することができ、これに基づいて「動作状況」を可視化して把握し、実機毎の事情に即した診断を行うことができる。また、実機毎の第1電力変換装置における過去の動作状況に係る診断結果を提供することにより、電力変換装置の的確なメンテナンスや、電力変換装置の摩耗、経年変化等を予測して保全活動を行うといった予防保全等に資することができる。   According to the first power conversion device diagnosis method of the present invention, a physical quantity related to the first power conversion device (actual machine side) is measured to obtain a first measurement value, and the first neural network is based on the first measurement value. A first learning step in which the first learning is performed by repeatedly updating the network configuration data a plurality of times, and the second neural network configuration data reflecting the second learning by the simulated operation is used as a neural network relating to the diagnosis template As the configuration data, there is a diagnostic step of diagnosing the operation status of the first power conversion device (actual machine) based on the neural network configuration data related to the diagnostic template and the first neural network configuration data reflecting the first learning. According to such a configuration, it is possible to obtain information regarding the past “operation status” in the first power converter of the actual machine as the first neural network configuration data, and based on this, the “operation status” is visualized Can be diagnosed according to the circumstances of each actual machine. In addition, by providing diagnosis results related to the past operation status of the first power converter for each actual machine, it is possible to predict maintenance of the power converter, wear of the power converter, secular change, etc., and carry out maintenance activities. This can contribute to preventive maintenance.

本発明の第2の電力変換装置の診断方法は、基本的に第1の電力変換装置の診断方法と同様の構成を有するため、第1の電力変換装置の診断方法が有する効果と同様の効果を有する。
これに加え、第2の電力変換装置の診断方法は、「第1電力変換装置・・に関係する物理量を測定して・・第1ニューラル・ネットワーク構成データを更新する・・実機学習ステップ、第i試験モードによる模擬運転を行いつつ・・第2学習を行う第2学習工程・・をiの数を増やしながらm回実行して・・基準データベースを構築する基準データベース構築ステップ、基準データベースに格納されているm個の第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、評価診断を行う試験モードに対応するニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして少なくともいずれか1つを選出する診断テンプレート選出工程と、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ及び第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき前記第1電力変換装置の動作状況を診断する診断工程と、を含む評価診断ステップ」を有する。このような構成によれば、様々な試験モードの模擬運転の下で、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データの候補となる多くの第2ニューラル・ネットワーク構成データをデータベースとして取り揃えることができる。そして、データベースに格納された多くの可能性のある選択肢(m個の第2ニューラル・ネットワーク構成データ)の中から、診断対象となる実機の電力変換装置の動作状況により類似した(合致した)第1ニューラル・ネットワーク構成データを探し当てることができる。こうすることで、より的確なより精度の高い診断を行うことができる。
Since the second power conversion device diagnosis method of the present invention basically has the same configuration as the first power conversion device diagnosis method, the same effect as the first power conversion device diagnosis method has. Have
In addition to this, the second power conversion device diagnosis method is described as follows: “Measure the physical quantity related to the first power conversion device,..., Update the first neural network configuration data, the actual machine learning step, the first While performing the mock operation in the i-test mode, the second learning process for performing the second learning is executed m times while increasing the number of i, the reference database construction step for constructing the reference database, and stored in the reference database The neural network configuration data corresponding to the test mode for performing the evaluation diagnosis is selected as at least one of the m second neural network configuration data as the neural network configuration data related to the diagnostic template. Diagnostic template selection process and neural network configuration data related to the diagnostic template And a rating diagnostic steps "include a diagnostic step of first learning to diagnose the operation status of the basis of the first neural network structure data reflected the first power conversion device. According to such a configuration, a large number of second neural network configuration data that are candidates for the neural network configuration data related to the diagnostic template can be prepared as a database under simulated operation in various test modes. From among many possible choices (m second neural network configuration data) stored in the database, the second one that is more similar (matched) to the operating status of the actual power conversion device to be diagnosed 1 Neural network configuration data can be found. By doing so, more accurate and more accurate diagnosis can be performed.

実施形態1に係る電力変換装置の診断方法を説明するために示すフローチャートである。3 is a flowchart for explaining a diagnosis method for the power conversion device according to the first embodiment. 実施形態1に係る電力変換装置の診断方法を説明するために示すブロック図である。なお、図面において「ニューラル・ネットワーク」を単に「NN」と表示する場合がある(以下の図面においても同様。)。It is a block diagram shown in order to demonstrate the diagnostic method of the power converter device which concerns on Embodiment 1. FIG. In the drawings, “neural network” may be simply displayed as “NN” (the same applies to the following drawings). 実施形態1における第1ニューラル・ネットワークの一例を示しつつ、併せてニューラル・ネットワークの構造を説明し用語を定義するために示す概念図である。It is a conceptual diagram shown in order to explain the structure of a neural network, and to define a term while showing an example of the 1st neural network in Embodiment 1. FIG. 実施形態1におけるニューラル・ネットワークを構成するユニットについて説明するために示す図である。図4(a)は1単位のユニットUT を示す概念図である。図4(b)及び図4(c)はユニットを構成する伝達部TF の伝達関数の例を示すグラフであり、図4(b)ではシグモイド関数を、図4(c)ではステップ関数を示している。FIG. 3 is a diagram for explaining units constituting the neural network in the first embodiment. FIG. 4A is a conceptual diagram showing one unit UT k j . FIGS. 4B and 4C are graphs showing examples of transfer functions of the transfer unit TF k j constituting the unit. FIG. 4B shows a sigmoid function, and FIG. 4C shows a step function. Is shown. 実施形態1における第1ニューラル・ネットワーク構成データ及び第2ニューラル・ネットワーク構成データのデータ構造の一例を説明するために示すデータ構造図である。図5(a)はニューラル・ネットワークの基本アーキテクチャに関するテーブルである。図5(b)は第1ニューラル・ネットワーク構成データ及び第2ニューラル・ネットワークニューラル・ネットワーク構造データを生成するためのニューラル・ネットワーク構成データのひな型である。図5(c)は伝達関数のタイプに関するテーブルである。FIG. 3 is a data structure diagram for explaining an example of a data structure of first neural network configuration data and second neural network configuration data in the first embodiment. FIG. 5A is a table relating to the basic architecture of the neural network. FIG. 5B is a model of neural network configuration data for generating the first neural network configuration data and the second neural network configuration data. FIG. 5C is a table relating to the type of transfer function. 実施形態1の第1学習工程S120を実施した場合のニューラル・ネットワークの状態の変化を説明するために示すマップである。図6(a)は、第1学習を開始する前の第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき、ニューラル・ネットワークの状態をイメージとして表現したマップである。図6(b)及び図6(c)は、第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき、ニューラル・ネットワークの状態を同様に表現したマップである。図6(b)は平均的な環境下で通常の運転が行われた電力変換装置のニューラル・ネットワークの一例を示すマップであり、図6(c)は比較的厳しい環境下で比較的ストレスが掛かった運転が行われた電力変換装置のニューラル・ネットワークの一例を示すマップである。6 is a map shown for explaining a change in the state of the neural network when the first learning step S120 of the first embodiment is performed. FIG. 6A is a map representing the state of the neural network as an image based on the first neural network configuration data before starting the first learning. FIG. 6B and FIG. 6C are maps that similarly represent the state of the neural network based on the first neural network configuration data that reflects the first learning. FIG. 6B is a map showing an example of a neural network of a power conversion apparatus that is normally operated under an average environment, and FIG. 6C is a relatively stressed environment under a relatively severe environment. It is a map which shows an example of the neural network of the power converter device in which the driving | running | worked operation was performed. 実施形態1の第2学習工程S220を実施した場合のニューラル・ネットワークの状態の変化を説明するために示すマップである。図7(a)は、第2学習を開始する前の第2ニューラル・ネットワーク構成データに基づき、ニューラル・ネットワークの状態をイメージとして表現したマップである。図7(b)は、第2学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき、ニューラル・ネットワークの状態を同様に表現したマップである。6 is a map shown for explaining a change in the state of the neural network when the second learning step S220 of the first embodiment is performed. FIG. 7A is a map representing the state of the neural network as an image based on the second neural network configuration data before starting the second learning. FIG. 7B is a map that similarly represents the state of the neural network based on the first neural network configuration data reflecting the second learning. 実施形態1の診断工程S320における類似度の評価に用いる第1閾値Sth1及び第2閾値Sth2を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate 1st threshold value Sth1 and 2nd threshold value Sth2 used for evaluation of the similarity in diagnostic process S320 of Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る電力変換装置の診断方法を説明するために示すブロック図である。It is a block diagram shown in order to demonstrate the diagnostic method of the power converter device which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態2におけるマップのパターン照合について説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the pattern collation of the map in Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る電力変換装置の診断方法を説明するために示すフローチャートである。6 is a flowchart for explaining a diagnosis method for a power conversion device according to a third embodiment. 実施形態3に係る電力変換装置の診断方法を説明するために示すブロック図である。It is a block diagram shown in order to demonstrate the diagnostic method of the power converter device which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態3における基準データベースのデータ構造の一例を説明するために示すデータ構造図である。It is a data structure figure shown in order to demonstrate an example of the data structure of the reference | standard database in Embodiment 3. FIG. 実施形態3に係る電力変換装置の診断方法を説明するために示す別のブロック図である。It is another block diagram shown in order to demonstrate the diagnostic method of the power converter device which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態4に係る電力変換装置の診断方法を説明するために示すブロック図である。It is a block diagram shown in order to demonstrate the diagnostic method of the power converter device which concerns on Embodiment 4. 実施形態5に係る電力変換装置の診断方法を説明するために示すブロック図である。It is a block diagram shown in order to demonstrate the diagnostic method of the power converter device which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施形態6に係る、本発明に係る電力変換装置の診断方法を実施するためのシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the system for enforcing the diagnostic method of the power converter device which concerns on Embodiment 6 based on Embodiment 6. FIG. 実施例における第1電力変換装置110及び実機100を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the 1st power converter device 110 and the real machine 100 in an Example. 実施例における第1ニューラル・ネットワークを説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the 1st neural network in an Example. 実施例における第1ニューラル・ネットワークを丸め込んで別に表現したマップを説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the map which rounded and expressed the 1st neural network in an Example separately. 実施例における第1マップ及び第2マップを説明するための概念図である。図21(a)は、実機100における第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に基づき作成した第1マップMAP1の一例である。図21(b)〜図21(d)は、第2学習が反映された第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’に基づき作成した第2マップの例である。It is a conceptual diagram for demonstrating the 1st map and 2nd map in an Example. FIG. 21A is an example of the first map MAP1 created based on the first neural network configuration data ND1 'in which the first learning in the actual device 100 is reflected. FIG. 21B to FIG. 21D are examples of the second map created based on the second neural network configuration data ND2 ′ reflecting the second learning. 従来の電力変換装置の診断方法を説明するために示す図である。図22(a)は従来の電力変換装置の診断方法に係るシステムのブロック図であり、図22(b)及び図22(c)は従来の電力変換装置の診断方法のフローチャートである。It is a figure shown in order to demonstrate the diagnostic method of the conventional power converter device. FIG. 22A is a block diagram of a system related to a conventional method for diagnosing a power converter, and FIGS. 22B and 22C are flowcharts of a conventional method for diagnosing a power converter.

以下、本発明の電力変換装置の診断方法について、図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、図面において、”ニューラル・ネットワーク”を単に”NN”と、”データベース”を単に”DB”とそれぞれ表記する場合がある。   Hereinafter, a diagnostic method for a power conversion device of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. In the drawings, “neural network” may be simply expressed as “NN”, and “database” may be simply expressed as “DB”.

[実施形態1]
1.実施形態1に係る電力変換装置の診断方法
実施形態1に係る電力変換装置の診断方法は、大まかに捉えると、実機100に含まれる第1電力変換装置110の動作状況についてニューラル・ネットワークを用いて診断を行う電力変換装置の診断方法であって、実機学習ステップS100、模擬運転学習ステップS200、及び評価診断ステップS300を有する(図1及び図2参照。)。
実機学習ステップS100は実機100側において実施され、同様に模擬運転学習ステップS200は模擬運転装置200において実施される。その後、模擬運転学習ステップS200における学習(第2学習)が反映された第2ニューラル・ネットワーク構成データND2(後述する)を診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDT(後述する)として、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDT及び実機学習ステップS100における学習(第1学習)が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1(後述する)に基づき診断を行う(図2参照。)。
[Embodiment 1]
1. Diagnosis method for power conversion device according to Embodiment 1 The diagnosis method for a power conversion device according to Embodiment 1 can be roughly understood by using a neural network for the operation status of the first power conversion device 110 included in the actual machine 100. This is a diagnostic method for a power conversion device that performs diagnosis, and includes an actual machine learning step S100, a simulated driving learning step S200, and an evaluation diagnosis step S300 (see FIGS. 1 and 2).
The actual machine learning step S100 is performed on the actual apparatus 100 side, and similarly, the simulated driving learning step S200 is performed in the simulated driving apparatus 200. Thereafter, the second neural network configuration data ND2 (described later) reflecting the learning (second learning) in the simulated driving learning step S200 is used as the neural network configuration data NDT (described later) related to the diagnostic template, and the diagnostic template. Diagnosis is performed based on the neural network configuration data NDT and the first neural network configuration data ND1 (described later) reflecting the learning (first learning) in the actual machine learning step S100 (see FIG. 2).

実施形態1における「第1電力変換装置」は、実機100に含まれる装置であって、交流電源から直流電源への変換、直流電源から交流電源への変換、直流電源における電圧の変換等の電力変換の機能を有する装置である。具体的にはコンバーター(AC/DC電源)、インバーター(DC/AC電源)、DC/DCコンバーター、各種整流器等の回路を含み、所定の電力変換の機能を有するユニット、装置、設備等であり、例えば、家庭用蓄電池システム、非常用電源、パワーコンディショナー等の単機能のものの他、それらの機能を一部に含む各種装置などを挙げることができる。   The “first power conversion device” in the first embodiment is a device included in the actual machine 100, and includes power such as conversion from an AC power source to a DC power source, conversion from a DC power source to an AC power source, and voltage conversion in the DC power source. This is a device having a conversion function. Specifically, it includes units such as converters (AC / DC power supplies), inverters (DC / AC power supplies), DC / DC converters, various rectifiers, etc., and has a predetermined power conversion function, devices, equipment, etc. For example, in addition to single-function devices such as a household storage battery system, an emergency power supply, and a power conditioner, various devices including those functions in part can be used.

「ニューラル・ネットワーク」とは、脳の神経回路網をコンピューター(PC、マイコン、DSP等)の上に模したもので、実施形態1においては、所定のネットワーク構造を有する観念的な存在を指すものとする。本発明におけるニューラル・ネットワークの基本的な構造としては階層構造型、相互結合型等が特に限定なく含まれるが、実施形態1においては階層構造型のニューラル・ネットワークを採用するものとする。   A “neural network” is a model of a brain neural network on a computer (PC, microcomputer, DSP, etc.). In the first embodiment, the “neural network” refers to an ideal existence having a predetermined network structure. And The basic structure of the neural network in the present invention includes a hierarchical structure type, a mutual connection type, and the like without any particular limitation. In the first embodiment, a hierarchical structure type neural network is adopted.

「階層構造型のニューラル・ネットワーク」においては、脳細胞のニューロンに模したユニットUT が複数個並んでいる。これらのユニットUT は、入力層、中間層及び出力層のうちの何れかの層に属している。階層構造型のニューラル・ネットワークにおいて、入力層及び出力層は基本的にそれぞれ1層ずつ備わっているが、中間層は1層以上あれば何層備わっていてもよい。このように、階層構造型のニューラル・ネットワークは多段の層からなり、各層の中には少なくとも1個以上のユニットUT が属するという階層構造を採っている(図3参照。)。 In the “hierarchical neural network”, a plurality of units UT k j simulating brain cell neurons are arranged. These units UT k j belong to any one of the input layer, the intermediate layer, and the output layer. In a hierarchical neural network, one input layer and one output layer are basically provided, but any number of intermediate layers may be provided as long as there are one or more intermediate layers. In this way, the hierarchical neural network is composed of multiple layers, and each layer has a hierarchical structure in which at least one unit UT k j belongs (see FIG. 3).

階層構造型ニューラル・ネットワークにおける層の数、各層が有するユニットの数等が定まると、ニューラル・ネットワークの基本的な形が定まる。実施形態1においてはこれらの情報によって定まるニューラル・ネットワークの形を「ニューラル・ネットワークの基本アーキテクチャ」と言う。
ニューラル・ネットワークを構成する各ユニットUT は、あたかも神経細胞の軸索の如き仮想的な線によって、前後の層の各ユニットと互いに接続されている(図3参照。)。
ニューラル・ネットワークに対し信号が入力されると、かかる信号は入力層に属するユニット群から中間層に属するユニット群を介して出力層に属するユニット群へと片方向に伝達される。
When the number of layers in the hierarchical neural network, the number of units included in each layer, and the like are determined, the basic shape of the neural network is determined. In the first embodiment, the form of the neural network determined by these pieces of information is referred to as a “neural network basic architecture”.
Each unit UT k j constituting the neural network is connected to each unit in the preceding and following layers by virtual lines such as nerve cell axons (see FIG. 3).
When a signal is input to the neural network, the signal is transmitted in one direction from a unit group belonging to the input layer to a unit group belonging to the output layer via a unit group belonging to the intermediate layer.

次に「ユニット」の詳細を説明する。入力層、中間層、及び出力層の各々を第1層、第2層、及び第3層としたとき、図4(a)は、第k層(k=2,3,・・・)に属する第j(jは自然数)ユニットUT の構成の詳細を表している。第k層に属する第jユニットUT は、結合部SM 及び伝達部TF を備えている。結合部SM は、式(1)のように、第(k−1)層の全ユニットからの出力ok−1 を重み付けしたものを入力し、それらの線形和x を出力する。
なお、式(1)において、第(k−1)層の第iユニットから第k層の第jユニットへの出力の重み付け係数を、Wk−1,k i,jと表記している。また、第(k−1)層の第iユニットUTk−1 の出力をok−1 と表記している。伝達部TF は、式(2)のように、結合部SM の出力である線形和x を入力とし、伝達関数f(x )を経て、o =f(x )として出力する。伝達関数f(x )としては、図4(b)で示すシグモイド関数、図4(c)で示すステップ関数等を用いることができる。例えば、シグモイド関数の場合には、式(2)を用いる。
Next, the details of the “unit” will be described. When each of the input layer, the intermediate layer, and the output layer is a first layer, a second layer, and a third layer, FIG. 4A shows the kth layer (k = 2, 3,...). The details of the configuration of the j-th (j is a natural number) unit UT k j to which it belongs are shown. The j-th unit UT k j belonging to the k-th layer includes a coupling unit SM k j and a transmission unit TF k j . The combination unit SM k j inputs weighted outputs o k−1 i from all units of the (k−1) -th layer as shown in the equation (1), and outputs a linear sum x k j thereof. To do.
In Expression (1), the weighting coefficient of the output from the i-th unit of the (k−1) -th layer to the j-th unit of the k-th layer is expressed as W k−1, k i, j . Further, the output of the i - th unit UT k-1 i of the (k-1) -th layer is denoted as ok-1 i . Transmitting portion TF k j, as in the equation (2), and enter the linear combination x k j is the output of the coupling unit SM k j, through the transfer function f (x k j), o k j = f ( x k j ). As the transfer function f (x k j ), a sigmoid function shown in FIG. 4B, a step function shown in FIG. For example, in the case of a sigmoid function, Expression (2) is used.

次に、実施形態1に係る電力変換装置の診断方法を構成する各ステップについて説明する。   Next, each step constituting the power conversion device diagnosis method according to the first embodiment will be described.

(1)実機学習ステップS100
実機学習ステップS100は、実機100側において実施され、第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S110と、第1学習工程S120とを含む(図1及び図2参照。)。
(1) Actual machine learning step S100
The actual machine learning step S100 is performed on the actual machine 100 side, and includes a first neural network configuration data generation step S110 and a first learning step S120 (see FIGS. 1 and 2).

(i)第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S110
まず、第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S110において、第1ニューラル・ネットワークNN1を用いて第1ニューラル・ネットワーク構成データND1の実体を生成する。
(I) First neural network configuration data generation step S110
First, in the first neural network configuration data generation step S110, the first neural network configuration data ND1 is generated using the first neural network NN1.

「第1ニューラル・ネットワークNN1」とは、例えば、入力層、2層の中間層(第1中間層及び第2中間層とする)及び出力層を備え、入力層に属するユニット数は2個、第1中間層に属するユニット数は4個、第2中間層に属するユニット数は4個、及び、出力層に属するユニット数は1個といったように「基本アーキテクチャ」の形が一義的に定められた観念的なニューラル・ネットワークをいう。
ニューラル・ネットワークの基本アーキテクチャに関する定義は、図5(a)に示すように、テーブルTB1として保持しておくこともできる。例えば、上記例の第1ニューラル・ネットワークNN1は、NN番号列=001となっている行に記入されているような構造であると定義することができる。
The “first neural network NN1” includes, for example, an input layer, two intermediate layers (referred to as a first intermediate layer and a second intermediate layer) and an output layer, and the number of units belonging to the input layer is two, The “basic architecture” is uniquely defined such that the number of units belonging to the first intermediate layer is four, the number of units belonging to the second intermediate layer is four, and the number of units belonging to the output layer is one. An ideal neural network.
The definition relating to the basic architecture of the neural network can also be held as a table TB1 as shown in FIG. For example, the first neural network NN1 in the above example can be defined as having a structure written in a row where the NN number string = 001.

「ニューラル・ネットワーク構成データ」とは、ニューラル・ネットワークをコンピューターのソフトウェア上に再現する(枠組みを再現するだけでなく、学習状態も含めて再現する)ために必要な情報を備えたデータである。ニューラル・ネットワーク構成データのデータ構造は、設計方針に応じて様々な形態を採ることができる。
第1ニューラル・ネットワーク構成データND1のデータ構造を表すテンプレートは、第1ニューラル・ネットワークの基本アーキテクチャを念頭に置きつつ、ソフトウェア上で定義される。図5(b)に示した例の場合、層番号k及び当該層内のユニット番号jで特定されるユニットUT 毎に(図(b)では1行の単位)、重み付け係数Wk−1,k i,jを格納する変数、線形和Sk,jを格納する変数、及び、伝達関数のタイプを格納する変数が定義される。
そして、これらの変数群(1行の単位)が、第1層から第4層までそれぞれの層が属する各ユニットについてそれぞれ定義される。このテンプレートの中には、層の数、ユニットの数といった基本アーキテクチャに関する情報も間接的に含まれている。なお、これらの変数は、構造体として定義(宣言)されてもよいし、配列として定義(宣言)されてもよい。
“Neural network configuration data” is data having information necessary for reproducing a neural network on computer software (not only reproducing a framework but also including a learning state). The data structure of the neural network configuration data can take various forms depending on the design policy.
The template representing the data structure of the first neural network configuration data ND1 is defined on software with the basic architecture of the first neural network in mind. In the case of the example shown in FIG. 5B, the weighting coefficient W k− for each unit UT k j specified by the layer number k and the unit number j in the layer (unit of one row in FIG. 5B). 1, a variable for storing k i, j , a variable for storing the linear sum S k, j , and a variable for storing the type of transfer function are defined.
These variable groups (one row unit) are defined for each unit to which each layer belongs from the first layer to the fourth layer. This template also indirectly includes information about the basic architecture such as the number of layers and the number of units. Note that these variables may be defined (declared) as a structure or may be defined (declared) as an array.

「第1ニューラル・ネットワークNN1を用いて第1ニューラル・ネットワーク構成データND1の実体を生成する」とは、第1電力変換装置110に対応して設けられたコンピューター(第1電力変換装置110に含まれるマイコン等でもよいし、第1電力変換装置の外部に設けられたPC、マイコン、DSP等であってもよい。)のソフトウェア上で、上記のように定義(宣言)された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1のテンプレートに基づき、変数に値が格納できるように、実体(インスタンス)を生成することをいう。
上記のように定義されたテンプレートに基づきデータとしての実体が生成され、当該実体に具体的な値が与えられると、「ニューラル・ネットワーク構成データ」と言われるデータが発生することとなる。
“Generate the substance of the first neural network configuration data ND1 using the first neural network NN1” means a computer (corresponding to the first power converter 110 included in the first power converter 110). The first neural circuit defined (declared) as described above on the software of the first power converter may be a PC, microcomputer, DSP, or the like provided outside the first power converter. Based on the template of the network configuration data ND1, it means to create an entity (instance) so that a value can be stored in a variable.
When an entity as data is generated based on the template defined as described above and a specific value is given to the entity, data called “neural network configuration data” is generated.

なお、生成された実体に対して、第1学習工程の実施に先立ち、各変数《上記例ではWk−1,k i,j、ΣWk−1,k i,j・ok−1 (=Sk,j)等》に初期値を代入して、第1ニューラル・ネットワーク構成データND1の初期状態を確立しておいてもよい。 For the generated entity, prior to the first learning step, each variable << in the above example, W k-1, k i, j , ΣW k-1, k i, j · ok -1 i An initial value may be substituted into (= S k, j ) etc. to establish the initial state of the first neural network configuration data ND1.

第1ニューラル・ネットワークNN1の規模は、診断対象である第1電力変換装置が何であるか、診断(後述)の観点、実施形態1に係る電力変換装置の診断方法を実施するコンピューターの能力等に応じて、適宜設定する。   The scale of the first neural network NN1 depends on what is the first power conversion device to be diagnosed, the viewpoint of diagnosis (described later), the ability of the computer to execute the diagnosis method of the power conversion device according to the first embodiment, and the like. Set accordingly.

(ii)第1学習工程S120
第1学習工程S120では、第1電力変換装置110に関係する物理量を測定して第1測定値M1を取得し、該第1測定値M1に基づいて第1ニューラル・ネットワーク構成データND1を更新することを複数回繰り返して第1学習を行う。
(Ii) First learning step S120
In the first learning step S120, a physical quantity related to the first power converter 110 is measured to obtain a first measurement value M1, and the first neural network configuration data ND1 is updated based on the first measurement value M1. The first learning is performed by repeating this several times.

まず、第1電力変換装置110に関係する物理量を測定して第1測定値M1を取得する。
「第1電力変換装置110に関係する物理量」とは、例えば第1電力変換装置110に接続された電力供給源がバッテリーである場合には、第1電力変換装置へ入出力されるバッテリーの電圧及び電流、負荷の電圧及び電流、バッテリーBATの温度又は第1電力変換装置110の温度、バッテリーの放電時間及び充電時間といった物理量を挙げることができる。実施形態1における「第1電力変換装置110に関係する物理量」は、上記に限定されることなく、診断対象(第1電力変換装置)が何であるのか/何が含まれるのか、どのような観点で診断(後述)を行うのか等に応じて適宜選択することができる。
「第1測定値M1」は、基本的には上記したような物理量を測定して取得した値であるが、所定の時点における瞬間的な値(例:所定の時点におけるバッテリー電圧)であってもよいし、放電時間のように時間軸との関係で得られる値(例:運転中に充放電が繰り返される中、放電モードに入った時点から当該放電モードを終了した時点までの時間)であってもよいし、バッテリーの設計諸元(例:容量他)のように仕様の上で当初から固定されている値を第1測定値として扱ってもよい。
First, a physical quantity related to the first power converter 110 is measured to obtain a first measurement value M1.
The “physical quantity related to the first power converter 110” is, for example, the voltage of the battery input / output to / from the first power converter when the power supply source connected to the first power converter 110 is a battery. And physical quantities such as current, load voltage and current, battery BAT temperature or first power converter 110 temperature, battery discharge time and charge time. The “physical quantity related to the first power conversion device 110” in the first embodiment is not limited to the above, but what is / is included in the diagnosis target (first power conversion device) and what kind of viewpoint Can be selected as appropriate depending on whether or not a diagnosis (described later) is performed.
The “first measured value M1” is basically a value obtained by measuring a physical quantity as described above, but is an instantaneous value at a predetermined time (eg, battery voltage at a predetermined time). Alternatively, the value obtained in relation to the time axis such as the discharge time (eg, the time from entering the discharge mode to the end of the discharge mode while charging / discharging is repeated during operation) Alternatively, a value that is fixed from the beginning in terms of specifications, such as battery design specifications (eg, capacity, etc.) may be treated as the first measured value.

次に、取得した該第1測定値M1に基づいて第1ニューラル・ネットワーク構成データND1を更新する。すなわち、第1測定値M1に基づいて、いわゆる「学習」と呼ばれる作業を行い、結果的に、第1ニューラル・ネットワーク構成データND1の内容を更新する。
「学習」は、発明の趣旨から逸脱しない限りにおいて、どのような手法によるものでもよいが、実施形態1では、階層構造型のニューラル・ネットワークに適していること、計算方法(又はアルゴリズム)が比較的簡素で体系化されていること、ネットワークの関数近似能力が理論的に確認されていること等の理由により誤差逆伝搬法(バックプロパゲーション法)によって第1学習を行う。
「誤差逆伝搬法」による学習は、例えば実施形態1に当てはめて説明すると、第1ニューラル・ネットワークNN1の出力層に属する各ユニットの出力側に所定の値(教師信号)を与えつつ、取得した第1測定値に基づく値(学習データ)を第1ニューラル・ネットワークの入力層に属するユニットに入力したうえで、出力層に属するユニットの出力と教師信号との差が所定の閾値以下となるように、出力層側から入力層側に向かって順次、ユニット間に設けられた各重み付け係数Wk−1,k i,jをそれぞれ変更しながら調整していくというものである。
かかる学習が実行されると、結果的に、第1ニューラル・ネットワーク構成データND1の重み付け係数Wk−1,k i,j、線形和Sk,jなどの値が都度更新されることとなる。
Next, the first neural network configuration data ND1 is updated based on the acquired first measurement value M1. That is, based on the first measurement value M1, a so-called “learning” operation is performed, and as a result, the contents of the first neural network configuration data ND1 are updated.
The “learning” may be performed by any method as long as it does not depart from the gist of the invention. However, in the first embodiment, it is suitable for a hierarchical neural network and the calculation method (or algorithm) is compared. The first learning is performed by the error back-propagation method (back propagation method) because the system is simple and systematized and the function approximation capability of the network is theoretically confirmed.
Learning by “error back-propagation method” is explained by applying to the first embodiment, for example, and is acquired while giving a predetermined value (teacher signal) to the output side of each unit belonging to the output layer of the first neural network NN1. A value (learning data) based on the first measurement value is input to a unit belonging to the input layer of the first neural network, and the difference between the output of the unit belonging to the output layer and the teacher signal is equal to or less than a predetermined threshold value. In addition, the weighting coefficients W k−1, k i, j provided between the units are sequentially adjusted from the output layer side to the input layer side while being adjusted.
When such learning is executed, as a result, values such as the weighting coefficients W k−1, k i, j and linear sum S k, j of the first neural network configuration data ND1 are updated each time. .

第1学習工程では、このような第1ニューラル・ネットワーク構成データND1の更新を伴う学習を複数回繰り返し実行する。学習の繰り返し回数が多ければ多いほど重み付け係数等が収斂するため、実機100の事情(動作状況等)を濃く反映させることができ診断の精度向上に繋がる。一方で、学習回数が多い分だけコンピューターの負担が大きくなる。したがって、1回の第1学習工程S120における繰り返し学習回数は、実用面を考慮しながら適宜設定する。   In the first learning step, such learning that involves updating the first neural network configuration data ND1 is repeatedly performed a plurality of times. As the number of repetitions of learning is increased, the weighting coefficients and the like converge, so that the situation (operation status, etc.) of the actual machine 100 can be reflected deeply, leading to improvement in diagnosis accuracy. On the other hand, the burden on the computer increases as the number of learning increases. Therefore, the number of repeated learnings in one first learning step S120 is appropriately set in consideration of practical aspects.

第1学習工程S120は、診断の狙い、意図、ニューラル・ネットワークの仕様等に応じたタイミングで適宜実施することが可能である。例えば、実機100においてバッテリーに電力が充電されるタイミング、逆にバッテリーから電力が放電されるタイミングなどにおいて実施することができる。日頃から第1学習工程S120を行わせることにより、電力変換装置110が電気的にどのように振る舞って動作をしてきたのかが繰り返しニューラル・ネットワークに刷り込まれ、動作状況が色濃く反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1を確立することができる。   The first learning step S120 can be appropriately performed at a timing according to the purpose of diagnosis, intention, neural network specifications, and the like. For example, it can be carried out at the timing when the battery is charged with power in the actual device 100, or when the power is discharged from the battery. By causing the first learning step S120 to be performed on a regular basis, the neural network repeatedly imprints how the power converter 110 has been electrically operated and operated, and the first neural network in which the operation status is reflected in a deep color. -The network configuration data ND1 can be established.

(iii)参考までに、第1学習工程S120を実施した場合のニューラル・ネットワークの状態の変化を、図6に一例として示す。
ここで、図6における円形の図形はユニットを表しており、円形の大きさは当該ユニットに入力された線形和Sk,jの大きさに応じて大きくなるよう表記している。同様に図6における線はユニット間を結ぶネットワークを表しており、線の太さは重み付け係数Wk−1,k i,jに応じて太くなるよう表記している。実施形態1においては、このようにニューラル・ネットワークの状態を、ニューラル・ネットワーク構成データ(線形和、重み付け係数等)に基づいてイメージとして表現して可視化したものを「マップ」と言う。
(Iii) For reference, a change in the state of the neural network when the first learning step S120 is performed is shown as an example in FIG.
Here, the circular figure in FIG. 6 represents a unit, and the size of the circle is expressed so as to increase in accordance with the size of the linear sum Sk, j input to the unit. Similarly, the line in FIG. 6 represents a network connecting the units, and the line thickness is expressed so as to increase in accordance with the weighting factors W k−1, k i, j . In the first embodiment, a state in which the state of the neural network is expressed and visualized as an image based on the neural network configuration data (linear sum, weighting coefficient, etc.) is referred to as a “map”.

第1学習工程S120を実施する前の第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づくマップを図6(a)に示す。学習を実施する前は、いずれのユニットにおける線形和も及びいずれのネットワークにおける重み付け係数も、初期値又はNullの状態となっているので、ここではいずれの円形も同じ大きさの円とし、同様に、いずれの線も同じ太さの線となっている。
第1学習工程S120を実施した後の第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づくマップの例を、図6(b)及び図6(c)に示す。例えば、平均的な環境下で通常の運転が行われた電力変換装置に対応した第1ニューラル・ネットワーク構成データによれば図6(b)で示すような形のマップとなる。また、比較的厳しい環境下で比較的ストレスが掛かった運転が行われた電力変換装置に対応した第1ニューラル・ネットワーク構成データによれば、図6(c)で示すような形のマップとなる。
図6(b)及び図6(c)からも分るように、同じようなタイミングで同じような物理量の測定をしながら学習を重ねてきたとしても、当該実機の電力変換装置の事情(使用のされ方、動作状況等)が異なれば、学習によって確立されるニューラル・ネットワークのマップも異なるイメージとなる(換言すれば、第1ニューラル・ネットワーク構成データの値も異なってくる)ということが理解できる。
A map based on the first neural network configuration data before performing the first learning step S120 is shown in FIG. Before learning, the linear sum in any unit and the weighting coefficient in any network are in the initial value or null state, so here all the circles are circles of the same size, and similarly , Both lines have the same thickness.
Examples of maps based on the first neural network configuration data after performing the first learning step S120 are shown in FIGS. 6B and 6C. For example, according to the first neural network configuration data corresponding to the power conversion device that has been operated normally under an average environment, a map as shown in FIG. 6B is obtained. In addition, according to the first neural network configuration data corresponding to the power conversion device that has been operated under relatively severe conditions under relatively stressful conditions, the map has a shape as shown in FIG. 6C. .
As can be seen from FIG. 6B and FIG. 6C, even if the learning is repeated while measuring the same physical quantity at the same timing, the situation (use of the power converter of the actual machine) It is understood that the different neural network maps established by learning will have different images (in other words, the value of the first neural network configuration data will also be different). it can.

以上、(i)第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S110及び(ii)第1学習工程S120を行うことにより、実機学習ステップS100が実施されて、実機100における学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’(以下、単にND1’と言うこともある。)を確立することができる。   As described above, by performing (i) the first neural network configuration data generation step S110 and (ii) the first learning step S120, the actual machine learning step S100 is performed, and the learning in the actual apparatus 100 is reflected. Network configuration data ND1 ′ (hereinafter sometimes simply referred to as ND1 ′) can be established.

(2)模擬運転学習ステップS200
模擬運転学習ステップS200は、フィールドに置かれている実機100と同等の模擬運転環境を別途準備し、かかる模擬運転環境において各種試験モードによる模擬運転を行ってニューラル・ネットワークに学習させ、実機100の電力変換装置110の動作状況を把握し診断する上で重要な参照情報となる第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’(以下、単にND2’と言うこともある。)を得るステップである。
(2) Simulated driving learning step S200
In the simulated driving learning step S200, a simulated driving environment equivalent to that of the actual machine 100 placed in the field is separately prepared, and simulated driving in various test modes is performed in the simulated driving environment to be learned by the neural network. This is a step of obtaining second neural network configuration data ND2 ′ (hereinafter sometimes simply referred to as ND2 ′), which is important reference information for grasping and diagnosing the operation status of the power converter 110.

模擬運転学習ステップS200は、第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S210と、第2学習工程S220とを含む(図1及び図2参照。)。   The simulated driving learning step S200 includes a second neural network configuration data generation step S210 and a second learning step S220 (see FIGS. 1 and 2).

(i)模擬運転装置200
模擬運転学習ステップS200は、第1電力変換装置110と同じ構成を有する第2電力変換装置210の模擬運転を行うことができる環境において実施されるステップであり、例えば、模擬運転装置200において実施される(図2参照。)。
模擬運転装置200としては、第1電力変換装置110を含む実機100と同等の装置をそのまま模擬運転装置200として導入してもよいし、実機そのものでなくても、第2電力変換装置210に対して実機100と同様な運転環境(温度、湿度、振動、電磁波等)、同様な入出力(信号や電力の入出力)等が提供され、その結果、該第2電力変換装置210が第1電力変換装置110と同様な環境において同様な振る舞いや動作を模すことができるものであれば、そのような治具に類するものを導入してもよい。
(I) Simulated driving device 200
The simulated driving learning step S200 is a step performed in an environment where the second power converter 210 having the same configuration as that of the first power converter 110 can be simulated. For example, the simulated driving learning step S200 is performed in the simulated driver 200. (See FIG. 2).
As the simulated operation apparatus 200, an apparatus equivalent to the actual machine 100 including the first power conversion apparatus 110 may be introduced as the simulated operation apparatus 200 as it is, or even if it is not an actual machine itself, the second power conversion apparatus 210 may be used. Operating environment (temperature, humidity, vibration, electromagnetic wave, etc.) similar to that of the actual machine 100, similar input / output (signal and power input / output), etc. are provided. A device similar to such a jig may be introduced as long as it can simulate the same behavior and operation in the same environment as the conversion device 110.

(ii)第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S210
まず、第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S210において、第1ニューラル・ネットワークNN1を用いて第2ニューラル・ネットワーク構成データND2の実体を生成する。
「第1ニューラル・ネットワークNN1を用いて第2ニューラル・ネットワーク構成データND2の実体を生成する」とは、上記と同様に、第2電力変換装置210に対応して設けられたコンピューターのソフトウェア上で、第2ニューラル・ネットワーク構成データND2のテンプレートに基づき実体を生成することをいう。
この工程は、基本的に、実機100側で実施される第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S110と同様であるが、注目すべき点は、第2ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する上で念頭に置くニューラル・ネットワークが、実機100側で用いた第1ニューラル・ネットワークNN1と同じもの(同じ基本アーキテクチャを有するもの)を用いることである。後述する評価診断ステップS300において、第1ニューラル・ネットワーク構成データND1と、第2ニューラル・ネットワーク構成データND2(診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ)とをいわば同じ土俵で比較・照合することができるようにするためである。
(Ii) Second neural network configuration data generation step S210
First, in the second neural network configuration data generation step S210, an entity of the second neural network configuration data ND2 is generated using the first neural network NN1.
“Generate the entity of the second neural network configuration data ND2 using the first neural network NN1” is similar to the above on the software of the computer provided corresponding to the second power converter 210. , Generating an entity based on the template of the second neural network configuration data ND2.
This step is basically the same as the first neural network configuration data generation step S110 performed on the actual machine 100 side. However, the point to be noted is that an entity of the second neural network configuration data is generated. Is to use the same neural network (having the same basic architecture) as the first neural network NN1 used on the actual machine 100 side. In the evaluation diagnosis step S300, which will be described later, the first neural network configuration data ND1 and the second neural network configuration data ND2 (the neural network configuration data related to the diagnostic template) can be compared and collated with the same ground. It is for doing so.

(iii)第2学習工程S220
次の第2学習工程S220では、第1電力変換装置110と同じ構成を有する第2電力変換装置210の模擬運転を行いつつ、第2電力変換装置210に関係する物理量を測定して第2測定値M2を取得し、該第2測定値M2に基づいて第2ニューラル・ネットワーク構成データND2を更新することを複数回繰り返して第2学習を行う。
(Iii) Second learning step S220
In the next second learning step S220, a second measurement is performed by measuring a physical quantity related to the second power converter 210 while performing a simulated operation of the second power converter 210 having the same configuration as the first power converter 110. Obtaining the value M2 and updating the second neural network configuration data ND2 based on the second measurement value M2 are repeated a plurality of times to perform the second learning.

ここでの「第2電力変換装置210に関係する物理量」の内容、第2測定値M2の取得の仕方、「学習」と呼ばれる作業を行い第2ニューラル・ネットワーク構成データND2の内容を更新する点、学習の手法等は、実機100で実施される第1学習工程S120におけるそれらと同様の内容・条件とする。   The content of the “physical quantity related to the second power conversion device 210”, the way of obtaining the second measurement value M2, the work called “learning”, and the content of the second neural network configuration data ND2 is updated. The learning method and the like have the same contents and conditions as those in the first learning step S120 performed in the actual machine 100.

「模擬運転」としては、診断したい内容に応じて、環境(温度、湿度、ノイズ等)、運転条件(印加する電圧、電流等の大小、タイミング、頻度、入出力点数等)を適宜変えて試験モードを設定し模擬運転を行うことができる。例えば、下記のような試験モードの下での模擬運転を行うことができる。
(a)第2電力変換装置210に対してストレスを掛ける試験モード
第2電力変換装置210において、例えばバッテリーへの充電と放電の切り替えを通常よりも頻繁に行う、負荷における電源投入/電源断を頻繁に行う、負荷から大きな電源ノイズを混入させる等、第2電力変換装置210の内部の回路群に対し比較的ストレスが掛かるような試験モードによる模擬運転である。
(b)経年劣化を助長させる試験モード
第2電力変換装置210の内部の回路群及びそれに用いられる素子の劣化を助長させる劣化加速の試験モードによる模擬運転である。例えば、第2電力変換装置210の動作環境温度を規格一杯の高温に設定し、入出力に対し電圧及び電流を規格の幅一杯に振って入出力させるといった試験モードとすることもできる。
(c)通常の運転条件の試験モード
勿論、電力変換装置に対し比較的ストレスが掛からない環境下で、平均的な環境下で通常の運転を行うこともできる。
"Simulation operation" is a test that changes the environment (temperature, humidity, noise, etc.) and operating conditions (applied voltage, current, etc., timing, frequency, number of input / output points, etc.) as appropriate according to the content to be diagnosed. Simulate operation can be performed by setting the mode. For example, a simulated operation can be performed under the following test mode.
(A) Test mode in which stress is applied to the second power converter 210 In the second power converter 210, for example, switching between charging and discharging of the battery is performed more frequently than usual. This is a simulated operation in a test mode in which a relatively stress is applied to a circuit group inside the second power conversion device 210, such as frequent, large power supply noise mixed from a load.
(B) Test mode for promoting aging deterioration This is a simulated operation in a test mode for acceleration of deterioration that promotes deterioration of the circuit group inside the second power converter 210 and elements used therefor. For example, it is possible to set a test mode in which the operating environment temperature of the second power converter 210 is set to a standard high temperature, and the voltage and current are input / output by changing them to the standard width.
(C) Test mode under normal operating conditions Of course, normal operation can also be performed in an average environment under an environment in which the power conversion device is not relatively stressed.

学習回数、学習頻度、学習期間等については、フィールドに設置された実機100における第1学習工程S120とは異なり、模擬運転装置200における第2学習工程S220では、試験モードの内容に応じて柔軟に設定することができる。条件が許せば、早期に学習を深めニューラル・ネットワークの形状を収斂させるために加速的な学習をすることも可能である。
学習回数も適宜設定することができる。一般に、診断に耐えうる程度に重み付け係数等が十分収斂させるにはできるだけ多い回数で学習することが好ましい。
Unlike the first learning step S120 in the actual device 100 installed in the field, the number of learning, the learning frequency, the learning period, and the like are flexible in the second learning step S220 in the simulated driving device 200 according to the contents of the test mode. Can be set. If conditions permit, it is possible to do accelerated learning to deepen learning early and converge the shape of the neural network.
The number of learnings can also be set as appropriate. In general, it is preferable to learn as many times as possible so that the weighting coefficients and the like can be sufficiently converged to a degree that can withstand diagnosis.

(iv)参考までに、第2学習工程S220を実施した場合のニューラル・ネットワークの変化を、図7に一例として示す。表記の方法は図6と同様である。
図7で示すように、第2学習工程S220を実施することにより、当初、初期状態であったニューラル・ネットワーク(図7(a)参照。)が、第2学習が反映され形が変化したニューラル・ネットワークとなる(図7(b)参照。)。
(Iv) For reference, FIG. 7 shows an example of a change in the neural network when the second learning step S220 is performed. The notation method is the same as in FIG.
As shown in FIG. 7, by performing the second learning step S220, the neural network (see FIG. 7A) that was initially in the initial state is a neural network whose shape has been changed by reflecting the second learning. A network is formed (see FIG. 7B).

以上、(ii)第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S210及び(iii)第2学習工程S220を行うことにより、模擬運転学習ステップS200が実施されて、模擬運転環境(模擬運転装置200)における学習が反映された第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を確立することができる。   As described above, by performing (ii) the second neural network configuration data generation step S210 and (iii) the second learning step S220, the simulated driving learning step S200 is performed, and learning in the simulated driving environment (simulated driving device 200). The second neural network configuration data ND2 ′ reflecting the above can be established.

(3)評価診断ステップS300
図1及び図2に示すように、上記実機学習ステップS100による学習結果と、上記模擬運転学習ステップS200による学習結果と、を受けて評価診断ステップS300が実施される。評価診断ステップS300には少なくとも診断工程S320が含まれる。
(3) Evaluation diagnosis step S300
As shown in FIGS. 1 and 2, the evaluation diagnosis step S300 is performed in response to the learning result obtained from the actual machine learning step S100 and the learning result obtained from the simulated driving learning step S200. The evaluation diagnosis step S300 includes at least a diagnosis step S320.

(i)診断工程S320の概要
診断工程S320では、第2学習が反映された第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTとして、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDT及び第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に基づき第1電力変換装置110の動作状況を診断する。
(I) Overview of diagnosis step S320
In the diagnostic step S320, the second neural network configuration data ND2 ′ reflecting the second learning is used as the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template, and the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template and the first learning are Based on the reflected first neural network configuration data ND1 ′, the operation status of the first power converter 110 is diagnosed.

ここで、「第2学習が反映された第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTとして」とは、第2学習が反映された第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTとして扱うという意味である(以下、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTを単にNDTと言うこともある。)。ソフトウェア上の実現方法としては、例えば、NDTの実体に対しND2’のデータの中身(値)をコピーすることによって実現しても構わないし、単にNDTのポインタ(ptr)が、ND2’の実体を指すように設定することによって実現しても構わない。いずれにしてもND2’として取り出されるデータの中身と、NDTとして取り出されるデータの中身は同じものである。   Here, “the second neural network configuration data ND2 ′ reflecting the second learning as the neural network configuration data NDT related to the diagnosis template” means the second neural network configuration data reflecting the second learning. This means that ND2 ′ is treated as neural network configuration data NDT related to the diagnostic template (hereinafter, the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template may be simply referred to as NDT). As a software implementation method, for example, the content (value) of ND2 ′ data may be copied to the NDT entity, or the NDT pointer (ptr) simply indicates the ND2 ′ entity. You may implement | achieve by setting to point. In any case, the content of data extracted as ND2 'is the same as the content of data extracted as NDT.

(ii)ニューラル・ネットワーク構成データ同士の比較・照合、類似度の評価
続いて、NDTとND1’とを比較・照合してニューラル・ネットワーク同士の類似度を評価し、第1電力変換装置110の動作状況を診断する。
(Ii) Comparison / collation between neural network configuration data and evaluation of similarity level Next, NDT and ND1 ′ are compared and collated to evaluate the similarity level between neural networks, and the first power conversion device 110 Diagnose the operating status.

比較・照合して類似度を評価する方法は、以下の(a)及び(b)による方法を採ることができる。   As a method for evaluating the similarity by comparing and collating, the following methods (a) and (b) can be adopted.

(a)データの値による比較・照合
診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTに格納されているデータの値と、第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に格納されているデータの値とを取り出して互いに比較・照合して類似度を評価することができる。具体的には、例えば以下のイ)、ロ)のような方法がある。
(A) Comparison / collation by data value The data value stored in the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template and the first neural network configuration data ND1 ′ reflecting the first learning are stored. The degree of similarity can be evaluated by taking out the values of existing data and comparing and collating them. Specifically, there are methods such as the following a) and b).

イ)閾値を用いた比較・照合
線形和Sk,j(マップでは円形に相当。)の値に着目してND1’のデータとNDTのデータを比較・照合する場合を以下に説明する。仮に、第1閾値をSth1とし、第1閾値よりも小さい値をもつ第2閾値をSth2とする(図8参照。)。
ND1’に含まれる総てのユニットに係る線形和Sk,jと、第1閾値Sth1と、を比較し、Sk,j>Sth1を満たすユニットのみをスクリーニングする。スクリーニングをパスしたユニットの位置情報(層番号k,ユニット番号j)をそれぞれ控える。一方、NDTについても同様の条件でスクリーニングを行う。そして、ND1’及びNDTにおいてそれぞれスクリーニングをパスしたユニットの位置が一致している(スクリーニングをパスしたユニットの位置がND1’とNDTとで一致している)場合には、実機で学習して得たND1’と模擬運転により学習したNDTとは第1の類似度にあると評価する。
さらに高い精度で類似度を把握したいときは、Sk,j>Sth2となる条件でスクリーニングを行い、同様にND1’及びNDTのそれぞれにおいてスクリーニングをパスしたユニットの位置が一致している場合には、実機で学習して得たND1’と模擬運転により学習したNDTとは第2の類似度(第1の類似度よりも高い類似度)にあると評価することもできる。
B) Comparison / collation using thresholds A case where ND1 ′ data and NDT data are compared / collated by focusing on the value of the linear sum S k, j (corresponding to a circle in the map) will be described below. Suppose that the first threshold is Sth1, and the second threshold having a value smaller than the first threshold is Sth2 (see FIG. 8).
The linear sum S k, j related to all the units included in ND1 ′ is compared with the first threshold value Sth1, and only units satisfying S k, j > Sth1 are screened. Record the position information (layer number k, unit number j) of the units that passed the screening. On the other hand, NDT is screened under the same conditions. If the positions of the units that have passed the screening match in ND1 ′ and NDT (the positions of the units that have passed the screening match in ND1 ′ and NDT), they are obtained by learning with an actual machine. It is evaluated that ND1 ′ and the NDT learned by the simulated driving are in the first similarity.
When it is desired to grasp the similarity with higher accuracy, screening is performed under the condition of S k, j > Sth2. Similarly, when the positions of the units that have passed the screening match in each of ND1 ′ and NDT, It can also be evaluated that the ND1 ′ obtained by learning with the actual machine and the NDT learned by the simulation operation are in the second similarity (similarity higher than the first similarity).

ロ)大小のプロポーションに着目した比較・照合
同様に、線形和Sk,jに着目して比較・照合する場合を以下に説明する。まず、ND1’において、同一層内で最大のSk,j値をもつユニットを抽出する。一方で、最小のSk,j値をもつユニットを抽出する。抽出されたユニットの位置情報(層番号k,ユニット番号j)をそれぞれ控える。NDTにおいても同様の処理を行う。
そして、抽出された最大のユニットの位置と、最小のユニットの位置が、ND1’及びNDTにおいて一致している場合には、実機で学習して得たND1’と模擬運転により学習したNDTとは第1の類似度にあると評価する。
上記は簡易的な方法であるが、更に精度を上げるべく、ND1’及びNDTのそれぞれについて、最大となるSk,jと最小となるSk,jとの比率を算出して、比率の乖離度によって類似度の水準を評価することもできる。
B) Comparison / collation focusing on large and small proportions Similarly, the case where comparison / collation focusing on the linear sum Sk, j will be described below. First, in ND1 ′, a unit having the maximum Sk, j value in the same layer is extracted. On the other hand, the unit having the smallest S k, j value is extracted. Record the position information (layer number k, unit number j) of the extracted units. Similar processing is performed in the NDT.
If the extracted maximum unit position matches the minimum unit position in ND1 ′ and NDT, ND1 ′ obtained by learning with the actual machine and NDT learned by the simulation operation are Evaluate that it is in the first similarity.
Although the above is a simple method, in order to further improve the accuracy, the ratio between the maximum S k, j and the minimum S k, j is calculated for each of ND1 ′ and NDT, and the difference between the ratios is calculated. The level of similarity can also be evaluated according to the degree.

上記イ)及びロ)では、線形和Sk,j(マップでは円形に相当。)について比較・照合を行う例を示したが、重み付け係数Wk−1,k i,j(マップでは線に相当。)についても同様の方法で比較・照合することができる。
また、比較・照合の方法、類似度の算出方法は上記に限られるものではない。
In the above a) and b), an example is shown in which comparison / matching is performed on the linear sum S k, j (corresponding to a circle in the map), but the weighting coefficient W k−1, k i, j (in the map, the line is Can be compared and verified in the same way.
The comparison / collation method and the similarity calculation method are not limited to the above.

(b)マップによる比較・照合
第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に基づき第1マップMAP1を作成し、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTに基づき第2マップMAP2を作成して、マップのパターン同士を比較・照合して類似度を評価することもできる。この方法による比較・照合については、[実施形態2]の項で詳細に述べる。
(B) Comparison / collation by map A first map MAP1 is created based on the first neural network configuration data ND1 ′ reflecting the first learning, and a second map MAP2 is created based on the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template. It is also possible to evaluate similarity by comparing and collating map patterns. Comparison / collation by this method will be described in detail in the section [Embodiment 2].

(iii)類似度に応じた第1電力変換装置の動作状況の診断
上記のように、ND1’及びNDTに基づいた両ニューラル・ネットワークの比較・照合及び類似度の評価を終えた後、診断工程S320ではかかる類似度に応じて第1電力変換装置110の動作状況を診断する。
(Iii) Diagnosis of the operation state of the first power conversion device according to the similarity degree As described above, after completing the comparison / collation and evaluation of the similarity degree of both neural networks based on ND1 ′ and NDT, the diagnosis step In S320, the operation status of the first power converter 110 is diagnosed according to the similarity.

診断される「動作状況」としては、例えば次のような観点を挙げることができる。過去に、第1電力変換装置110はどういった環境で、どのような入力及び出力が行われ、にどのようなストレスが掛かったのか。過去に、第1電力変換装置110を構成する回路群のうち主にどの部分について、ストレスが掛かって素子等の経年劣化が進んでいるのか等。   Examples of the “operation status” to be diagnosed include the following viewpoints. In the past, what kind of input and output were performed in what environment and what kind of stress was applied to the first power converter 110. In the past, which part of the circuit group constituting the first power conversion device 110 is mainly subjected to stress and the deterioration of the elements and the like has progressed.

診断工程S320における、類似度に応じた第1電力変換装置の動作状況の診断は、例えば次のように行う。
まず、第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’と、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDT(ND2’から取り出されてNDTとして扱われる)との間の類似度を把握する。
そして、類似度がやや高い場合、当該第1電力変換装置110は、模擬運転を行った当該試験モードに似た環境・運転条件で動作してきた可能性があるものと推定する。
また、類似度が上記よりも更に高い場合、又は、類似度が極めて高く両ニューラル・ネットワークの形がほぼ同一であると判断できる場合には、当該第1電力変換装置110は模擬運転を行った当該試験モードとほぼ同様の環境・運転条件で動作してきたものであると高い確率で推定する。
上記のように、様々な試験モードによる第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’について取り出して、実機100側の第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’との類似度を上記のように評価していきながら、最も類似度が高い第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’に対応した(模擬運転による)試験モードを特定する。このように特定されたところで、実際の第1電力変換装置110においては、該特定した試験モードと同等の環境・運転条件で動作してきたことが、相当程度の精度で推定することができる。
こうして、当該第1電力変換装置110の「動作状況」を可視化して把握し、実機毎の実情に即した診断を行うことができる。
The diagnosis of the operation status of the first power converter according to the degree of similarity in the diagnosis step S320 is performed as follows, for example.
First, the degree of similarity between the first neural network configuration data ND1 ′ and the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template (taken from ND2 ′ and treated as NDT) is grasped.
If the degree of similarity is slightly high, it is estimated that the first power converter 110 may have been operating in an environment / operating condition similar to the test mode in which the simulated operation is performed.
In addition, when the similarity is higher than the above, or when it can be determined that the similarity is extremely high and the shapes of the two neural networks are substantially the same, the first power converter 110 performs the simulation operation. It is estimated with high probability that it has been operating under the same environment and operating conditions as the test mode.
As described above, the second neural network configuration data ND2 ′ in various test modes is extracted, and the similarity with the first neural network configuration data ND1 ′ on the actual machine 100 side is evaluated as described above. The test mode corresponding to the second neural network configuration data ND2 ′ having the highest similarity (by simulated operation) is specified. When the first power conversion device 110 is identified in this way, it can be estimated with a considerable degree of accuracy that the actual first power conversion device 110 has been operated under the environment and operating conditions equivalent to the identified test mode.
In this way, it is possible to visualize and grasp the “operation status” of the first power converter 110 and perform a diagnosis in accordance with the actual situation of each actual machine.

また、例えば、上記した「(b)経年劣化を助長させる試験モード」による第2ニューラル・ネットワーク構成データND2(後にNDTとして扱われる)を模擬運転学習ステップS200で準備した上で、実機100側の第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’と当該NDTを比較したところ、類似度が所定の水準よりも高いと判断された場合には、第1電力変換装置110のうち関係する回路、素子等の経年劣化が進んでいる兆候として捉えることもできる。こうした診断結果が出た場合には、次回の実機メンテナンスの際には第1電力変換装置110の該当する回路、素子等を中心に点検交換を行う等の予防保全を行うこともできる。
このようにして実施形態1に係る電力変換装置の診断方法によれば、実機毎の第1電力変換装置における過去の動作状況に係る診断結果を提供することにより、電力変換装置の的確なメンテナンスや、電力変換装置の摩耗、経年変化等を予測して保全活動を行うといった予防保全等に資することができる。
Further, for example, after preparing the second neural network configuration data ND2 (which will be treated as NDT later) according to the “(b) test mode for promoting aging degradation” in the simulated driving learning step S200, the actual machine 100 side When the first neural network configuration data ND1 ′ is compared with the NDT and it is determined that the degree of similarity is higher than a predetermined level, the aging of related circuits, elements, etc. in the first power converter 110 It can also be seen as a sign that deterioration is progressing. When such a diagnosis result is given, preventive maintenance such as inspection and replacement centering on the corresponding circuit, element, etc. of the first power converter 110 can be performed at the next actual machine maintenance.
Thus, according to the diagnostic method for the power conversion device according to the first embodiment, by providing a diagnosis result related to the past operation status of the first power conversion device for each actual machine, accurate maintenance of the power conversion device and In addition, it is possible to contribute to preventive maintenance and the like in which maintenance activities are performed by predicting wear of the power conversion device, secular change, and the like.

2.実施形態1に係る電力変換装置の診断方法の効果
(1)実施形態1に係る電力変換装置の診断方法によれば、第1電力変換装置110(実機側)に関係する物理量を測定して第1測定値M1を取得し、該第1測定値M1に基づいて第1ニューラル・ネットワーク構成データND1を更新することを複数回繰り返して第1学習を行う第1学習工程S120、並びに、模擬運転による第2学習が反映された第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTとして、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDT及び第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に基づき第1電力変換装置110の動作状況を診断する診断工程S320を有する。このような構成によれば、実機の第1電力変換装置における過去の「動作状況」に関する情報を、第1ニューラル・ネットワーク構成データとして入手することができ、これに基づいて「動作状況」を可視化して把握し、実機毎の事情に即した診断を行うことができる。また、実機毎の第1電力変換装置における過去の動作状況に係る診断結果を提供することにより、電力変換装置の的確なメンテナンスや、電力変換装置の摩耗、経年変化等を予測して保全活動を行うといった予防保全等に資することができる。
2. Effect of power conversion device diagnosis method according to Embodiment 1 (1) According to the power conversion device diagnosis method according to Embodiment 1, a physical quantity related to the first power conversion device 110 (actual machine side) is measured and The first learning step S120 for obtaining the first measurement value M1, and updating the first neural network configuration data ND1 based on the first measurement value M1 a plurality of times to perform the first learning, and the simulation operation The second neural network configuration data ND2 ′ reflecting the second learning is set as the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template, and the first neural network configuration data NDT related to the diagnostic template and the first learning are reflected. Diagnostician for diagnosing the operation status of the first power converter 110 based on the neural network configuration data ND1 ′ With the S320. According to such a configuration, it is possible to obtain information regarding the past “operation status” in the first power converter of the actual machine as the first neural network configuration data, and based on this, the “operation status” is visualized Can be diagnosed according to the circumstances of each actual machine. In addition, by providing diagnosis results related to the past operation status of the first power converter for each actual machine, it is possible to predict maintenance of the power converter, wear of the power converter, secular change, etc., and carry out maintenance activities. This can contribute to preventive maintenance.

(2)また、実施形態1に係る電力変換装置の診断方法においては、ニューラル・ネットワークとして、入力層、1つ以上の中間層及び出力層を有する階層構造型のニューラル・ネットワークを用い、第1学習工程及び第2学習工程においては、誤差逆伝搬法によって第1学習及び第2学習を行う。
このように階層構造型のニューラル・ネットワークを用い、かつ誤差逆伝搬法による学習を行うことから、相互結合型などの他の型のニューラル・ネットワークを前提とした電力変換装置の診断方法よりも、ニューラル・ネットワーク構成データのサイズを比較的小さくすることができ、かつ、演算も比較的軽くすることができ、結果、多大なCPU資源を必要とせず、学習も短時間で行うことができるため、商業上/実用上有利な電力変換装置の診断方法を提供することができる。
(2) In the diagnostic method for the power conversion device according to the first embodiment, a hierarchical neural network having an input layer, one or more intermediate layers, and an output layer is used as the neural network. In the learning step and the second learning step, the first learning and the second learning are performed by the error back propagation method.
In this way, since the neural network of the hierarchical structure type is used and learning by the error back propagation method is performed, rather than the diagnostic method of the power conversion device based on other types of neural networks such as a mutual coupling type, Since the size of the neural network configuration data can be made relatively small, and the computation can be made relatively light. As a result, a large amount of CPU resources are not required and learning can be performed in a short time. A diagnostic method for a power converter that is commercially / practically advantageous can be provided.

[実施形態2]
1.実施形態2に係る電力変換装置の診断方法
実施形態2に係る電力変換装置の診断方法は、基本的に実施形態1に係る電力変換装置の診断方法 と同様の構成を有するが、診断工程S320において、ニューラル・ネットワーク構成データをマップ化して診断を行う点において実施形態1に係る電力変換装置の診断方法とは異なる。
すなわち、実施形態1に係る電力変換装置の診断方法は、図9に示すように、診断工程S320にあっては、第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に基づき第1マップMAP1を作成し、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTに基づき第2マップMAP2を作成し、第1マップMAP1のパターンと第2マップMAP2のパターンとを比較又は照合してパターンの類似度を評価し、該類似度に応じて第1電力変換装置110の動作状況を診断する構成となっている。
[Embodiment 2]
1. Diagnosis method for power conversion device according to embodiment 2
The diagnostic method for the power converter according to the second embodiment basically has the same configuration as the diagnostic method for the power converter according to the first embodiment. However, in the diagnostic step S320, the neural network configuration data is mapped and diagnosed. Is different from the diagnosis method of the power conversion device according to the first embodiment in that
In other words, as shown in FIG. 9, the diagnosis method for the power conversion device according to the first embodiment is the first based on the first neural network configuration data ND1 ′ in which the first learning is reflected in the diagnosis step S320. A map MAP1 is created, a second map MAP2 is created based on the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template, and the pattern similarity is compared or collated with the pattern of the first map MAP1 and the pattern of the second map MAP2. And the operation status of the first power converter 110 is diagnosed according to the similarity.

(1)マップの表現方法
「マップ」は、ニューラル・ネットワークの状態を何等かの形で写像的にイメージとして可視化したものであり、平面的な表現であっても立体的な表現であっても構わない。以下、平面的に展開して表現されたマップを前提に説明を続ける。
例えば、上記で触れた図6及び図7はマップである。円形はユニットUT を、円形を結ぶ線はユニット間を結ぶネットワークを、円形の大きさは当該ユニットに入力された線形和Sk,jを、線の太さは重み付け係数Wk−1,k i,jを、それぞれ表現している。なお、大きさ/太さを異ならせるのみならず、色を異ならせる、線の種類を異ならせる(点線、破線、実線、二重線等)といった表現方法を、単独で用いる又はこれらを併用することによってもマップを表現することができる。
(1) Map expression method A “map” is a visual representation of the state of a neural network as an image in some form, whether it is a planar expression or a three-dimensional expression. I do not care. In the following, the description will be continued on the premise of a map expressed in a planar manner.
For example, FIGS. 6 and 7 mentioned above are maps. The circle represents the unit UT k j , the line connecting the circles represents a network connecting the units, the size of the circle represents the linear sum S k, j input to the unit, and the thickness of the line represents the weighting coefficient W k−1. , K i, j respectively. In addition to using different sizes / thicknesses, expressions such as different colors and different types of lines (dotted lines, broken lines, solid lines, double lines, etc.) are used alone or in combination. The map can also be expressed.

(2)マップを用いた診断
(i)第1マップMAP1の作成
まず、第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に基づき第1マップMAP1を作成する。ユニットUT を配置する場合を例にとると、ND1’のデータ(Sk,j)の値の大きさに応じて円形の大きさを決め、当該円形を予め定められた当該ユニットの位置(ここでは第k層、第jの位置)に配置する。
同様に、ネットワークに対応する線を配置する場合には、ND1’のデータ(重み付け係数Wk−1,k i,j)の値の大きさに応じて図形としての線の太さを決め、当該線を予め定められた当該ネットワークの位置に配置する。
総てのユニット及びネットワークに対応して円形及び線を配置すると第1マップMAP1が完成する。
(2) Diagnosis Using Map (i) Creation of First Map MAP1 First, the first map MAP1 is created based on the first neural network configuration data ND1 ′ reflecting the first learning. Taking the case where the unit UT k j is arranged as an example, the size of the circle is determined according to the value of the data (S k, j ) of ND1 ′, and the position of the unit is determined in advance. (Here, k-th layer, j-th position).
Similarly, when arranging the line corresponding to the network, the thickness of the line as a figure is determined according to the size of the data of ND1 ′ (weighting coefficient W k−1, k i, j ), The line is placed at a predetermined network position.
When the circles and lines are arranged corresponding to all the units and networks, the first map MAP1 is completed.

(ii)第2マップMAP2の作成
上記した第1マップの作成要領と同様に、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTに基づき第2マップMAP2を作成する。
(Ii) Creation of the second map MAP2 The second map MAP2 is created based on the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template, in the same manner as the first map creation procedure described above.

(iii)第1マップMAP1と第2マップMAP2との比較・照合
ND1’及びNDTが可視化されて第1マップMAP1及び第2マップMAP2が作成されたところで、双方のマップを比較・照合し、双方のマップの形において類似した傾向がみられるかどうか検討し類似度を評価する。
(Iii) Comparison / collation between first map MAP1 and second map MAP2 When ND1 ′ and NDT are visualized and first map MAP1 and second map MAP2 are created, both maps are compared and collated. We examine whether a similar tendency is seen in the shape of the map and evaluate the similarity.

比較・照合の方法は、次の(a)〜(c)をはじめ様々な方法を採ることができる。
(a)画像処理技術(一般に製造ライン等で用いられているパターンマッチングや、顔認証等で用いられている認識技術)を用いて、第1マップMAP1と第2マップMAP2との比較・照合を行うことができる。
例えば図10で示すように、まず、カメラで第2マップMAP2(診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ)の画像を取り込み、取り込んだ画像データに対して二値化処理を施す(例えば図10(a)のような二値化処理を施す。)。一方、第1マップMAP1についても同様の二値化処理を施す(図10(b)参照。)。これら二値化処理を施した双方の画像を照合することによってパターンマッチング処理を行う。
双方の画像が一致している場合には、双方のマップは「極めて高い類似度」である(ほぼ同一)と評価する。双方の画像が完全に一致していなくても、照合の厳粛度を下げることでほぼ一致と判断できる場合がある。この場合は「比較的高い類似度」であると評価する。上記では二値化した画像のパターンマッチング処理による類似度の評価を行う例を説明したが、これに限らない。例えば、図10に×で示したような特徴点を抽出しておき、特徴点の情報を基に双方のマップの類似度を評価することもできる。
As a comparison / collation method, various methods including the following (a) to (c) can be adopted.
(A) A comparison / collation between the first map MAP1 and the second map MAP2 is performed using an image processing technique (a pattern matching generally used in a production line or a recognition technique used in face authentication or the like). It can be carried out.
For example, as shown in FIG. 10, first, an image of the second map MAP2 (neural network configuration data related to the diagnostic template) is captured by the camera, and binarization processing is performed on the captured image data (for example, FIG. 10 ( A binarization process such as a) is performed.) On the other hand, the same binarization process is performed on the first map MAP1 (see FIG. 10B). Pattern matching processing is performed by collating both images subjected to the binarization processing.
If both images match, both maps are evaluated to be “very high similarity” (substantially the same). Even if the two images do not completely match, it may be determined that they are almost the same by reducing the severity of collation. In this case, it is evaluated as “relatively high similarity”. In the above description, the example in which the similarity is evaluated by the pattern matching process of the binarized image has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, feature points as indicated by x in FIG. 10 can be extracted and the similarity between both maps can be evaluated based on the feature point information.

(b)円形の大きさについて、閾値、大小のプロポーション等に着目して双方のマップを比較・照合することができる。
カメラから円形の面積を把握し、当該面積の値に基づき[実施形態1の1.(3)(ii)(a)データの値による比較・照合]の項で説明した方法と同様に、閾値を用いた方法(上記方法と同様に当該円形の面積が所定の閾値を上回っているかどうかを判定。図8参照。)、大小のプロポーション等に着目した方法(面積が最大の円形と最小の円形を抽出することによる判定。)によって、類似度を評価することができる(詳細は上記項を参照。)。
(B) With regard to the size of the circle, both maps can be compared and collated by paying attention to a threshold value, a proportion of magnitude, and the like.
A circular area is grasped from the camera, and based on the value of the area [1. (3) Similar to the method described in (ii) (a) Comparison / collation by data value], a method using a threshold (whether the area of the circle exceeds a predetermined threshold as in the above method) The degree of similarity can be evaluated by a method (determination by extracting the circle with the largest area and the circle with the smallest area) focusing on the proportions of large and small (see FIG. 8 for details). See section).

(c)人間の目視によって第1マップMAP1と第2マップMAP2との比較・照合を行うことができる。一例であるが、まず双方のマップを俯瞰し、円に着目して円の大小の分布上の特徴を把握する。最大の円の位置、最小の円の位置等、大小の特徴の現れるユニットの位置に共通点があるかどうかを把握し、共通点が多い場合には双方のマップの類似度が高いと評価することができる。さらに、上記方法でも触れたように大きい円のユニットと小さい円のユニットとの大小の比率が、双方のマップにおいて近い比率となっているかどうか(比率の乖離度)によっても類似度を評価することができる。 (C) The first map MAP1 and the second map MAP2 can be compared and verified by human eyes. As an example, first, a bird's-eye view of both maps is used, and attention is paid to the circle to grasp the characteristics of the distribution of the size of the circle. Determine whether there is a common point in the position of the unit where the large and small features appear, such as the position of the largest circle, the smallest circle, etc., and if there are many common points, evaluate that the similarity of both maps is high be able to. Furthermore, as mentioned in the above method, the degree of similarity should also be evaluated based on whether the ratio of the size of the large circle unit to the small circle unit is close in both maps (ratio of the ratio). Can do.

なお、上記では、図10を示しながら、ユニットの大きさ(線形和の値の大きさを表す円形の大きさ)に着目して説明をしたが、ネットワークの太さ(重み付け係数の値の大きさを表す線の太さ)についても同様の方法で比較・照合を行うことができる。また、線形和の値の大きさの方はマップを用いて比較・照合し、重み付け係数の値の大きさの方はデータの値を直接用いて比較・照合するといった、方法の使い分けをしてもよい。   In the above description, the unit size (circular size representing the size of the value of the linear sum) has been described with reference to FIG. 10, but the thickness of the network (the value of the weighting coefficient value is large). Comparison / collation can be performed in the same manner for the thickness of the line representing the thickness. Also, the method of comparing and collating the magnitude of the value of the linear sum using a map and comparing and collating the magnitude of the value of the weighting coefficient directly using the data value is used. Also good.

(iv)MAP1単体による評価、診断
上記では、双方のマップ(MAP1及びMAP2)による評価の例を説明したが、ND1’に基づくマップMAP1単体のみを用いて実機100の動作状況を評価することもできる。
例えば、図6(c)では、第1層(入力層)の第2ユニットUT の円形が大きくなっており、この第2ユニットUT には比較的大きな値による入力が頻繁にあったことが把握でき、この入力に対応した物理量は比較的大きな値である場合が多かったものと推定することができる。また、UT 〜UT の間、UT 〜UT の間では線が太くなっており、この間においては、比較的多く頻繁に信号が伝達したことが把握することができ、UT 〜UT の間、UT 〜UT の間には、関連性が高いものと推定することができる。
(Iv) Evaluation and Diagnosis by MAP1 Single Unit In the above, an example of evaluation by both maps (MAP1 and MAP2) has been described. However, it is also possible to evaluate the operation state of the actual machine 100 using only the map MAP1 single unit based on ND1 ′. it can.
For example, in FIG. 6 (c), the which second unit UT 1 2 of the circular first layer (input layer) is increased, frequently there is an input by the relatively large value for this second unit UT 1 2 It can be estimated that the physical quantity corresponding to this input is often a relatively large value. Further, the line is thick between UT 1 2 to UT 2 3 and between UT 1 1 to UT 2 2 , and during this time, it can be understood that the signal is transmitted relatively frequently. It can be estimated that the relationship between UT 1 2 to UT 2 3 and that between UT 1 1 to UT 2 2 are high.

2.実施形態2に係る電力変換装置の診断方法の効果
(1)実施形態2に係る電力変換装置の診断方法においては、第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に基づき第1マップMAP1を作成し、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTに基づき第2マップMAP2を作成する。このように、実際の実機100の上で学習を積み重ねた上で得られるニューラル・ネットワークの状態を、当該第1電力変換装置110の過去の「動作状況(どのように振る舞い、動作してきたのか)」の情報として写像し、「マップ」として可視化している。よって、この第1マップMAP1を見ることにより、かかる「動作状況」をイメージとして把握することができる。
2. Effects of the power conversion device diagnosis method according to the second embodiment (1) In the power conversion device diagnosis method according to the second embodiment, the first is based on the first neural network configuration data ND1 ′ reflecting the first learning. A map MAP1 is created, and a second map MAP2 is created based on the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template. In this way, the state of the neural network obtained by accumulating learning on the actual actual machine 100 is expressed as the past “operational situation (how has it behaved and operated) of the first power converter 110. ”Is visualized as“ map ”. Therefore, by looking at the first map MAP1, it is possible to grasp the “operation status” as an image.

(2)また、実施形態2に係る電力変換装置の診断方法においては、第1マップのパターンと第2マップのパターンとを比較又は照合してパターンの類似度を評価し、該類似度に応じて第1電力変換装置の動作状況を診断する。
このように可視化された双方のマップのパターンを互いに比較・照合することから、マップの一致/不一致といった2値的な評価による診断だけではなく、パターンの「類似度」という2値の中間的な領域(双方のマップのパターンが同一である、及び、全く類似していない、の中間に位置する類似関係にあるもの)の評価を行うことができる。よって、2値的な断定的な診断ではなく、実機100においては当該試験モードと同様の環境・運転条件で動作してきた「可能性がある」、といった「傾向又は可能性の高さ」を含む情報に基づいて診断を行うことができる。
(2) Moreover, in the diagnostic method of the power converter device which concerns on Embodiment 2, the pattern similarity is evaluated by comparing or collating the pattern of a 1st map with the pattern of a 2nd map, and according to this similarity The operating status of the first power converter is diagnosed.
Since the patterns of both maps visualized in this way are compared and collated with each other, not only a diagnosis based on binary evaluation such as matching / mismatching of maps but also an intermediate value between two values of “similarity” of patterns. It is possible to evaluate a region (a similar relationship located in the middle between both maps having the same pattern and not similar to each other). Therefore, instead of a binary assertive diagnosis, the actual machine 100 includes a “probability or high possibility” such as “possibility” of operating in the same environment and operating conditions as the test mode. Diagnosis can be made based on the information.

(3)また、実施形態2に係る電力変換装置の診断方法によれば、上記したように「マップ」として可視化することから、診断工程S320をパターンマッチング等の画像処理技術によって自動化することができる。また、診断工程S320の一部を人間が目視で行うことも比較的容易となる(あたかも医師が複数のMRT画像を目視で把握して疾病の「傾向又は可能性の強さ」を診断するが如く。)。 (3) Further, according to the diagnostic method for the power conversion device according to the second embodiment, as described above, visualization is performed as a “map”, so that the diagnostic step S320 can be automated by an image processing technique such as pattern matching. . It is also relatively easy for a human to visually perform part of the diagnosis step S320 (as if a doctor grasps a plurality of MRT images visually and diagnoses the “trend or likelihood of disease” of the disease. as.).

なお、実施形態2に係る電力変換装置の診断方法は、上記した構成以外は実施形態1に係る電力変換装置の診断方法と同様の構成を有するため、実施形態1に係る電力変換装置の診断方法が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。   The power conversion device diagnosis method according to the second embodiment has the same configuration as the power conversion device diagnosis method according to the first embodiment except for the configuration described above, and thus the power conversion device diagnosis method according to the first embodiment. Among the effects possessed, the corresponding effect is maintained as it is.

[実施形態3]
1.実施形態3に係る電力変換装置の診断方法
実施形態3に係る電力変換装置の診断方法は、基本的には実施形態1に係る電力変換装置の診断方法と同様の構成を有するが、基準データベース構築ステップS400を有し、基準データベースに格納されているm個の第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、診断を行おうとする第2ニューラル・ネットワーク構成データを選出して診断に付すという点において実施形態1に係る電力変換装置の診断方法とは異なる。
すなわち、実施形態3に係る電力変換装置の診断方法は、図11及び図12に示すように、基準データベース構築ステップS400においては、(a)第1ニューラル・ネットワークNN1を用いて第i試験モード(iは自然数)に係る第2ニューラル・ネットワーク構成データND2の実体を生成する第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程S410と、(b)第1電力変換装置110と同じ構成を有する第2電力変換装置210を用いて第i試験モードによる模擬運転を行いつつ、第2電力変換装置210に関係する物理量を測定して第2測定値M2を取得し、該第2測定値M2に基づいて第i試験モードに係る第2ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第2学習を行う第2学習工程S420と、及び、(c)第2学習が反映された当該第i試験モードに係る第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を基準データベースに格納する基準データベース格納工程とを1つの工程ブロックとしている。そしてこれら1つの工程ブロックについて、iが1からm(mは2以上の整数)まで、iの数を増やしながらm回実行して、m個の第2ニューラル・ネットワーク構成データからなる基準データベース(図12において基準DBと表記。)を構築する構成となっている。
また同じく図11及び図12に示すように、評価診断ステップS300においては、基準データベース(図12においては基準DBと表記。)に格納されているm個の第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’の中から、評価診断を行う試験モードに対応するニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTとして少なくともいずれか1つを選出する診断テンプレート選出工程S310を実施し、その後は、実施形態1に係る電力変換装置の診断方法と同様に、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDT及び第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に基づき第1電力変換装置110の動作状況を診断する診断工程S320を実施するものとなっている。
[Embodiment 3]
1. Diagnostic method for power conversion device according to embodiment 3
The power conversion device diagnosis method according to the third embodiment basically has the same configuration as the power conversion device diagnosis method according to the first embodiment, but has a reference database construction step S400 and is stored in the reference database. A diagnostic method for the power conversion device according to the first embodiment in that the second neural network configuration data to be diagnosed is selected from the m second neural network configuration data that are to be diagnosed and attached to the diagnosis; Is different.
That is, as shown in FIGS. 11 and 12, the diagnostic method for the power conversion device according to the third embodiment includes (a) the i-th test mode (1) using the first neural network NN1 in the reference database construction step S400. a second neural network configuration data generation step S410 for generating an entity of the second neural network configuration data ND2 relating to i being a natural number), and (b) a second power conversion device having the same configuration as the first power conversion device 110 While performing a simulated operation in the i-th test mode using 210, a physical quantity related to the second power converter 210 is measured to obtain a second measured value M2, and the i-th test is performed based on the second measured value M2. A second learning step S42 for performing second learning by repeatedly updating the second neural network configuration data related to the mode a plurality of times. When, and are (c) and the reference database storing step and one step block for storing second neural network structure data ND2 'to the reference database according to the second learning is reflected first i test mode. Then, with respect to these one process block, i is executed m times while increasing the number of i from 1 to m (m is an integer of 2 or more), and a reference database consisting of m second neural network configuration data ( In FIG. 12, the reference DB is represented.).
Similarly, as shown in FIGS. 11 and 12, in the evaluation diagnosis step S300, m pieces of second neural network configuration data ND2 ′ stored in the reference database (indicated as reference DB in FIG. 12) are stored. A diagnostic template selection step S310 is performed in which at least one of the neural network configuration data corresponding to the test mode for performing the evaluation diagnosis is selected as the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template. Similar to the diagnostic method of the power conversion device according to the first embodiment, the first power conversion device 110 is based on the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template and the first neural network configuration data ND1 ′ reflecting the first learning. Diagnosis process to diagnose the operating status of Has become shall implement 320.

実施形態3に係る電力変換装置の診断方法においては、様々なバリエーションによる条件《第i試験モード(iは1からmまでの2以上の整数)》の下で模擬運転を行うことにより、m個の第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を取り揃える。
試験モードのバリエーションとしては、診断したい内容や意図に応じて、[実施形態1の1.(2)(iii)第2学習工程S220]の項で触れたように、(a)第2電力変換装置210に対してストレスを掛ける試験モード、(b)経年劣化を助長させる試験モード、(c)通常の運転条件の試験モード等を適宜設定することができる。
In the diagnostic method for the power conversion device according to the third embodiment, m simulations are performed under conditions << i-th test mode (i is an integer of 2 or more from 1 to m) >> according to various variations. The second neural network configuration data ND2 ′ is prepared.
As a variation of the test mode, [1. (2) (iii) As mentioned in the section of the second learning step S220], (a) a test mode in which stress is applied to the second power converter 210, (b) a test mode in which aging degradation is promoted, ( c) The test mode under normal operating conditions can be set as appropriate.

基準データベース(基準DB)は、m種類の第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を格納し、それらを適宜選出(選択)して個別にデータを取り出すことができればいかなる構成であってもよい。例えば、第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を個々にレコードとして格納することができ、それらのレコードをポインタ(ptr)によってリスト管理するようなデータ構造を採ることもできる(図13参照。)。 The reference database (reference DB) may have any configuration as long as it can store m types of second neural network configuration data ND2 ′, appropriately select (select) them, and individually extract the data. For example, the second neural network configuration data ND2 ′ i can be individually stored as records, and a data structure in which these records are managed as a list by a pointer (ptr) can be adopted (see FIG. 13). .

2.実施形態3に係る電力変換装置の診断方法の効果
実施形態3に係る電力変換装置の診断方法は、基本的に実施形態1に係る電力変換装置の診断方法と同様の構成を有するため、実施形態1に係る電力変換装置の診断方法が有する効果と同様の効果を有する。
これに加え、実施形態3に係る電力変換装置の診断方法によれば、「第1電力変換装置・・に関係する物理量を測定して・・第1ニューラル・ネットワーク構成データを更新する・・実機学習ステップ、第i試験モードによる模擬運転を行いつつ・・第2学習を行う第2学習工程、・・をiの数を増やしながらm回実行して、・・基準データベースを構築する基準データベース構築ステップ、基準データベースに格納されているm個の第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、評価診断を行う試験モードに対応するニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして少なくともいずれか1つを選出する診断テンプレート選出工程と、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ及び第1学習が反映された第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき前記第1電力変換装置の動作状況を診断する診断工程と、を含む評価診断ステップ」を有するため、様々な試験モードの模擬運転の下で、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データの候補となる多くの第2ニューラル・ネットワーク構成データをデータベースとして取り揃えることができる。そして、データベースに格納された多くの可能性のある選択肢(m個の第2ニューラル・ネットワーク構成データ)の中から、診断対象となる実機の電力変換装置の動作状況により類似した(合致した)第1ニューラル・ネットワーク構成データを探し当てることができる。こうすることで、より的確なより精度の高い診断を行うことができる。
2. Effects of the power conversion device diagnosis method according to the third embodiment The power conversion device diagnosis method according to the third embodiment basically has the same configuration as the power conversion device diagnosis method according to the first embodiment. 1 has the same effect as that of the power conversion device diagnosis method according to 1.
In addition to this, according to the diagnostic method of the power conversion device according to the third embodiment, “the physical quantity related to the first power conversion device is measured, and the first neural network configuration data is updated. While performing a simulation operation in the learning step, the i-th test mode .... a second learning step in which the second learning is performed, ... is executed m times while increasing the number of i, and a reference database is constructed to construct a reference database. At least one of the m second neural network configuration data stored in the step and the reference database is used as the neural network configuration data related to the diagnostic template. A diagnostic template selection process for selecting one of them, and a neural template related to the diagnostic template And a diagnostic step of diagnosing the operating status of the first power converter based on the network configuration data and the first neural network configuration data reflecting the first learning. Thus, a large number of second neural network configuration data that are candidates for the neural network configuration data related to the diagnostic template can be prepared as a database. From among many possible choices (m second neural network configuration data) stored in the database, the second one that is more similar (matched) to the operating status of the actual power conversion device to be diagnosed 1 Neural network configuration data can be found. By doing so, more accurate and more accurate diagnosis can be performed.

なお、図14に示すように、m個の第2ニューラル・ネットワーク構成データND2をそれぞれ診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTとし、それぞれの診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTと第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’とに基づいて、それぞれの診断プレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTと第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’とに基づくニューラル・ネットワークの類似度をそれぞれ評価し、該評価したm個の類似度を参照して総合的に評価診断を行うこととしてもよい。 As shown in FIG. 14, m pieces of second neural network configuration data ND2 i are respectively set as neural network configuration data NDT i related to the diagnostic templates, and the neural network configuration data NDT i related to the respective diagnostic templates are Based on the first neural network configuration data ND1 ′, the degree of similarity of the neural network based on the neural network configuration data NDT i and the first neural network configuration data ND1 ′ related to each diagnostic plate is evaluated. The evaluation diagnosis may be comprehensively performed with reference to the evaluated m similarities.

また、図12及び図14においてはマップを用いて診断を行う様子は記載されていないが、実施形態3においても、第1学習が反映された前記第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’に基づく第1マップMAP1及び、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTに基づく第2マップMAP2を用いた診断を同様に適用することができる。この場合、実施形態2に係る電力変換装置の診断方法が有する効果と同様の効果を有する。   12 and FIG. 14 do not describe how diagnosis is performed using maps, but in the third embodiment as well, the first neural network configuration data ND1 ′ based on the first learning reflects the first learning. The diagnosis using the first map MAP1 and the second map MAP2 based on the neural network configuration data NDT related to the diagnosis template can be similarly applied. In this case, the power conversion device diagnosis method according to the second embodiment has the same effect.

[実施形態4]
実施形態4に係る電力変換装置の診断方法は、基本的には実施形態3に係る電力変換装置の診断方法と同様の構成を有するが、基準データベースに格納されているm個の第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、当該診断により適切な第2ニューラル・ネットワーク構成データを更にn個に絞り込む点において実施形態3に係る電力変換装置の診断方法とは異なる。
すなわち、実施形態4に係る電力変換装置の診断方法は、図15に示すように、評価診断ステップS300にあっては、実施形態3に記載の診断テンプレート選出工程S310に替えて、基準データベースに格納されているm個の第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’のうち当該診断にふさわしい第2ニューラル・ネットワーク構成データをn個選出し(nは2以上の整数、かつ、n≦m)、該n個の第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、評価診断を行う試験モードに対応するニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDTとして少なくともいずれか1つを選出する第2の診断テンプレート選出工程S315(図示せず。)を含む構成となっている。
[Embodiment 4]
The diagnosis method for the power conversion device according to the fourth embodiment basically has the same configuration as the diagnosis method for the power conversion device according to the third embodiment, except that m second neural nodes stored in the reference database are included. It differs from the diagnosis method of the power converter according to the third embodiment in that the appropriate second neural network configuration data is further narrowed down to n from the network configuration data.
That is, as shown in FIG. 15, the diagnostic method for the power conversion device according to the fourth embodiment is stored in the reference database instead of the diagnostic template selection step S310 described in the third embodiment in the evaluation diagnostic step S300. N pieces of second neural network configuration data suitable for the diagnosis are selected from the m second neural network configuration data ND2 ′ (n is an integer of 2 or more and n ≦ m), and the n The second neural network configuration data is selected from at least one of the second neural network configuration data as neural network configuration data NDT related to the diagnostic template, corresponding to the test mode for performing the evaluation diagnosis. The diagnostic template selection process S315 (not shown) is included.

例えば、第1電力変換装置110が主に特定の季節に使用される傾向があることが分っている場合には、基準データベースに格納されているm個の第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’のうち、診断する季節に適したニューラル・ネットワーク構成データ群をn個選出したうえで、診断工程S320に付すことができる。
事前に、基準データベース構築ステップS400において、夏用、冬用及び春秋用の第2ニューラル・ネットワーク構成データ群をそれぞれ準備しておき、第2の診断テンプレート選出工程S315においては、診断する「季節」に合致した第2ニューラル・ネットワーク構成データ群のみをn個選出する。こうすることで、総ての季節のデータを含むm個の総てのパターンについて比較・照合して診断を行うよりも、より効率的な診断を行うことができる。また、診断に係る季節にふさわしい第2ニューラル・ネットワーク構成データを選出して絞り込むため、より的確な診断を行うことができる。
For example, if it is known that the first power converter 110 tends to be used mainly in a specific season, m pieces of second neural network configuration data ND2 ′ stored in the reference database Of these, n neural network configuration data groups suitable for the season to be diagnosed can be selected before being subjected to the diagnosis step S320.
In the reference database construction step S400, second neural network configuration data groups for summer, winter, and spring / autumn are prepared in advance, respectively, and in the second diagnostic template selection step S315, “season” to be diagnosed. Only n second neural network configuration data groups that match the above are selected. By doing so, more efficient diagnosis can be performed than when comparing and collating all m patterns including data of all seasons. Further, since the second neural network configuration data suitable for the season related to diagnosis is selected and narrowed down, more accurate diagnosis can be performed.

さらに、同様に、第1電力変換装置110に接続される負荷が特定の電気設備、電気製品(例えば、暖房器具といったように)であることが分っている場合には、負荷の種類(上記例では暖房器具)に応じたn個の第2ニューラル・ネットワーク構成データ群を選出して診断することもできる。
こうすることで、上記例では総ての種類の負荷についてm個の総てのパターンについて当たって診断を行うよりも、より効率的な診断を行うことができる。上記例で述べると、接続される負荷の種類によって第1電力変換装置110の事情(動作状況)は異なってくることから、実施形態4に係る電力変換装置の診断方法によれば、診断に係る装置にふさわしい第2ニューラル・ネットワーク構成データを選出して絞り込むことにより、より的確な診断を行うことができる。
Furthermore, similarly, when it is known that the load connected to the first power converter 110 is a specific electrical facility or electrical product (such as a heating appliance), the type of load (above In the example, n second neural network configuration data groups corresponding to the heating appliances) can be selected and diagnosed.
In this way, in the above example, it is possible to perform a more efficient diagnosis than performing a diagnosis by hitting all m patterns for all types of loads. In the above example, the situation (operation status) of the first power converter 110 differs depending on the type of load to be connected. Therefore, according to the diagnosis method for the power converter according to the fourth embodiment, the diagnosis is related to the diagnosis. More accurate diagnosis can be performed by selecting and narrowing down the second neural network configuration data suitable for the device.

なお、上記では診断を行う「季節」が何時かとの観点で第2ニューラル・ネットワーク構成データ群を選出する例を説明したが、実機100側においても、各季節毎にそれぞれ第1ニューラル・ネットワーク構成データND1を生成して保持しておき、診断を行う季節に応じた第1ニューラル・ネットワーク構成データと、季節に応じたn個の第2ニューラル・ネットワーク構成データ群とに基づいて診断を行うようにしてもよい。
また、上記例の負荷の種類に応じた診断では、一の基準データベース内に、異なる負荷の種類に対応する第2ニューラル・ネットワーク構成データ群がそれぞれ含まれている場合を想定して説明したが、異なる負荷の種類毎に別々に基準データベースを構築してもよい。
In the above description, an example in which the second neural network configuration data group is selected from the viewpoint of when the “season” to be diagnosed has been described. However, the actual neural network 100 also has the first neural network configuration for each season. Data ND1 is generated and held, and diagnosis is performed based on the first neural network configuration data corresponding to the season to be diagnosed and n second neural network configuration data groups corresponding to the season. It may be.
In the diagnosis according to the type of load in the above example, it is assumed that the second neural network configuration data group corresponding to different types of load is included in one reference database. The reference database may be constructed separately for different types of loads.

実施形態4に係る電力変換装置の診断方法によれば、m個の第2ニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとしてn個選出して、診断テンプレートの数を絞り込むことから、m個の総てのパターンについて当たる診断を行うよりも、より効率的な診断を行うことができる。また、診断にふさわしい第2ニューラル・ネットワーク構成データを選出して絞り込むため、より的確な診断を行うことができる。   According to the diagnostic method for the power conversion device according to the fourth embodiment, the number m of second neural network configuration data is selected as the neural network configuration data related to the diagnostic template, and the number of diagnostic templates is narrowed down. , It is possible to perform a more efficient diagnosis than performing a diagnosis for all m patterns. Further, since the second neural network configuration data suitable for diagnosis is selected and narrowed down, more accurate diagnosis can be performed.

なお、実施形態4に電力変換装置の診断方法によれば、上記した構成以外は実施形態3に係る電力変換装置の診断方法と同様の構成を有するため、実施形態3に係る電力変換装置の診断方法が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。   The power conversion device diagnosis method according to the fourth embodiment has the same configuration as the power conversion device diagnosis method according to the third embodiment except for the configuration described above, and thus the power conversion device diagnosis according to the third embodiment. It has the corresponding effect as it is among the effects of the method.

[実施形態5]
実施形態5に係る電力変換装置の診断方法は、基本的には実施形態1に係る電力変換装置の診断方法と同様の構成を有するが、同一の実機100における異なる時点での第1ニューラル・ネットワーク構成データ(ND11’及びND12’)をそれぞれ取得して診断を行う点において実施形態1に係る電力変換装置の診断方法とは異なる。
すなわち、実施形態5に係る電力変換装置の診断方法は、図16に示すように、実機学習ステップS100にあっては、実機100における第1学習が進んだ第1時刻t1における第1ニューラル・ネットワーク構成データND11’を取得して時間情報に関連付けながら保持し、実機100における第1学習が更に進んだ、第1時刻t1よりも後の第2時刻t2における第1ニューラル・ネットワーク構成データND12’を取得して時間情報に関連付けながら保持し、評価診断ステップS300にあっては、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDT、第1時刻における第1ニューラル・ネットワーク構成データND11’、及び、第2時刻における第1ニューラル・ネットワーク構成データND12’に基づき第1電力変換装置110の動作状況を診断する構成となっている。
[Embodiment 5]
The diagnosis method for the power conversion device according to the fifth embodiment basically has the same configuration as the diagnosis method for the power conversion device according to the first embodiment, but the first neural network at different times in the same real machine 100. It differs from the diagnostic method of the power converter according to the first embodiment in that the configuration data (ND11 ′ and ND12 ′) is acquired and diagnosed.
That is, in the diagnosis method for the power conversion device according to the fifth embodiment, as shown in FIG. 16, in the real machine learning step S100, the first neural network at the first time t1 when the first learning in the real machine 100 has advanced. The configuration data ND11 ′ is acquired and held while being associated with the time information, and the first neural network configuration data ND12 ′ at the second time t2 after the first time t1 in which the first learning in the real machine 100 further proceeds is obtained. In the evaluation diagnosis step S300, the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template, the first neural network configuration data ND11 ′ at the first time, and the second time are acquired and stored in association with the time information. Based on the first neural network configuration data ND12 ′ in FIG. The operation state of the power converter 110 is diagnosed.

実施形態5に係る電力変換装置の診断方法は、実機100の定期メンテナンス等など定期的に第1電力変換装置110を診断する場合に特に有用である。
例えば、第1時刻t1における第1ニューラル・ネットワーク構成データND11’と、第2時刻t2における第1ニューラル・ネットワーク構成データND12’とのそれぞれの状態(形)を比較し、ND11’に対してND12’が大きく変化したことが検出された場合には、何かしらの変動があったものとの推測の下、ニューラル・ネットワークの変化した形、変化した箇所(ユニット、ネットワーク)、変化の度合いに応じて、心当たりのある観点で更なる詳細なメンテナンスを行うことができる。
The diagnosis method for the power conversion device according to the fifth embodiment is particularly useful when the first power conversion device 110 is regularly diagnosed such as regular maintenance of the actual device 100.
For example, the respective states (forms) of the first neural network configuration data ND11 ′ at the first time t1 and the first neural network configuration data ND12 ′ at the second time t2 are compared, and ND12 is compared with ND11 ′. If 'is significantly changed, it is assumed that some variation has occurred, and depending on the changed shape of the neural network, the changed location (unit, network), and the degree of change From the point of view, you can perform more detailed maintenance.

また、第2時刻t2における第1ニューラル・ネットワーク構成データND12’の状態(形)が、何れかの第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’の状態(形)と相似していると認識できる場合には、ND11’、ND12’及び当該ND2’の3つのニューラル・ネットワーク構成データを互いに比較することで、経年変化に向かう進行度合いを推測することができ、またそれらの予兆を捉えることができる。
すなわち、ND11’とND12’との間の類似度をS1、ND12’とND2’との類似度をS2としたとき、S2>S1のときには、ND2’を取得する際に模擬運転した試験モードに対応した経年変化が進んでおり、次回の定期メンテナンスまでに予防保全が必要であると診断することもできる。また、S1及びS2の相対的な大小関係を評価することにより、当該経年変化の進行度合い(あまり進行していない、急激に進行した等。)を診断することもできる。
When the state (form) of the first neural network configuration data ND12 ′ at the second time t2 can be recognized as similar to the state (form) of any second neural network configuration data ND2 ′. Can compare the three neural network configuration data of ND11 ′, ND12 ′, and ND2 ′ with each other to estimate the degree of progress toward the secular change, and to capture their signs.
That is, when the similarity between ND11 ′ and ND12 ′ is S1, and the similarity between ND12 ′ and ND2 ′ is S2, and when S2> S1, the test mode is simulated when acquiring ND2 ′. It is possible to diagnose that preventive maintenance is necessary by the next periodic maintenance because the corresponding aging has progressed. In addition, by evaluating the relative magnitude relationship between S1 and S2, it is possible to diagnose the progress of the secular change (not progressing so much, progressing rapidly, etc.).

実施形態5に係る電力変換装置の診断方法によれば、診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データNDT、第1時刻t1における第1ニューラル・ネットワーク構成データND11’、及び、第2時刻t2における第1ニューラル・ネットワーク構成データND12’に基づき第1電力変換装置110の動作状況を診断すること、換言すると、同一実機における異なる時期のニューラル・ネットワークを時系列の変化を捉えて比較・照合して診断することにより、第1電力変換装置110を構成する部分の経年変化の進行度合いを推測することができ予防保全に資することができる。   According to the diagnostic method of the power conversion device according to the fifth embodiment, the neural network configuration data NDT related to the diagnostic template, the first neural network configuration data ND11 ′ at the first time t1, and the first at the second time t2. Diagnosing the operation status of the first power conversion device 110 based on the neural network configuration data ND12 ′, in other words, diagnosing a neural network at different times in the same actual machine by comparing and collating the changes in time series. Thereby, the progress degree of the secular change of the part which comprises the 1st power converter device 110 can be estimated, and it can contribute to preventive maintenance.

なお、実施形態5に電力変換装置の診断方法は、上記した構成以外は実施形態1に係る電力変換装置の診断方法と同様の構成を有するため、実施形態1に係る電力変換装置の診断方法が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。   In addition, since the diagnostic method of the power converter according to the fifth embodiment has the same configuration as the diagnostic method of the power converter according to the first embodiment except for the configuration described above, the diagnostic method of the power converter according to the first embodiment It has the corresponding effect as it is.

なお、図16においてはマップを用いて診断を行う様子、及び基準データベースを用いて診断を行う様子は記載されていない。しかし、実施形態5においても、マップを用いた診断、並びに、実施形態3及び実施形態4における基準データベースを用いた診断を同様に適用することができ、実施形態2〜4に係る電力変換装置の診断方法が有する効果と同様の効果を有する。   Note that FIG. 16 does not describe how diagnosis is performed using the map and how diagnosis is performed using the reference database. However, in the fifth embodiment, the diagnosis using the map and the diagnosis using the reference database in the third and fourth embodiments can be similarly applied, and the power conversion devices according to the second to fourth embodiments can be applied. It has the same effect as the diagnostic method has.

[実施形態6]
本発明に係る電力変換装置の診断方法を実施するシステムの一例を、以下、実施形態6として説明する。
[Embodiment 6]
Hereinafter, an example of a system that implements the diagnostic method for the power conversion device according to the present invention will be described as a sixth embodiment.

本発明に係る電力変換装置の診断方法を実施するための電力変換装置の診断システムは、図17に示すように、実機100に含まれる第1電力変換装置110の動作状況について、ニューラル・ネットワークを用いて診断を行う電力変換装置診断システムであって、(i)第1電力変換装置110、(ii)第1ニューラル・ネットワークを用いて第1ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成部と、第1電力変換装置に関係する物理量を測定して第1測定値を取得し、該第1測定値に基づいて第1ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第1学習を行う第1学習部とを含む第1学習装置120、及び(iii)外部と少なくとも第1ニューラル・ネットワーク構成データについて通信する通信装置180、をそれぞれ有する実機100と、(iv)第1電力変換装置110と同じ構成を有する第2電力変換装置210、並びに、(v)(a)第1ニューラル・ネットワークを用いて第i試験モード(iは自然数)に係る第2ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成部と、(b)第2電力変換装置を用いて第i試験モードによる模擬運転を行いつつ、第2電力変換装置210に関係する物理量を測定して第2測定値を取得し、該第2測定値に基づいて第i試験モードに係る第2ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第2学習を行う第2学習部(図17においては第2学習装置220で示す。)と、及び、(c)第2学習が反映された当該第i試験モードに係る第2ニューラル・ネットワーク構成データを基準データベース(基準DB)に格納する基準データベース格納部(図示せず。)とを、iが1からm(mは2以上の整数)まで、iの数を増やしながらm回実行して、m個の第2ニューラル・ネットワーク構成データからなる基準データベース(基準DB)を構築する基準データベース構築部(図示せず。)と、をそれぞれ有する模擬運転装置200と、(vi)基準データベースに格納されているm個の第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、評価診断を行う試験モードに対応するニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして少なくともいずれか1つを選出する基準データベースアクセス部320、(vii)外部と少なくとも第1ニューラル・ネットワーク構成データについて通信する通信部310、及び、(viii)該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ及び第1学習が反映された前記第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき第1電力変換装置の動作状況を診断する診断部330、をそれぞれ有する評価診断装置300と、を備えた電力変換装置診断システムである。   As shown in FIG. 17, the power conversion device diagnosis system for implementing the power conversion device diagnosis method according to the present invention uses a neural network for the operation status of the first power conversion device 110 included in the actual machine 100. A power conversion device diagnosis system for performing diagnosis by using (i) a first power conversion device 110 and (ii) a first neural network that generates an entity of first neural network configuration data using a first neural network. A plurality of network configuration data generation units and physical quantities related to the first power converter are measured to obtain a first measurement value, and the first neural network configuration data is updated based on the first measurement value A first learning device 120 including a first learning unit that performs first learning repeatedly, and (iii) an external and at least a first neural A real machine 100 each having a communication device 180 for communicating network configuration data, (iv) a second power conversion device 210 having the same configuration as the first power conversion device 110, and (v) (a) a first neural A second neural network configuration data generating unit that generates a second neural network configuration data entity according to the i-th test mode (i is a natural number) using a network; and (b) a second power converter using a second power converter. While performing a simulated operation in the i test mode, a physical quantity related to the second power converter 210 is measured to obtain a second measurement value, and the second neural network according to the i test mode is obtained based on the second measurement value. A second learning unit (represented by the second learning device 220 in FIG. 17) performs the second learning by repeating updating the network configuration data a plurality of times. And (c) a reference database storage unit (not shown) that stores, in the reference database (reference DB), the second neural network configuration data related to the i-th test mode in which the second learning is reflected. , I is executed m times while increasing the number of i from 1 to m (m is an integer greater than or equal to 2), and a reference database (reference DB) comprising m second neural network configuration data is constructed A simulation operation device 200 having a database construction unit (not shown), and (vi) a test mode for performing evaluation diagnosis from m second neural network configuration data stored in the reference database Neural network configuration data corresponding to the at least one of the neural network configuration data related to the diagnostic template A reference database access unit 320 that selects one, (vii) a communication unit 310 that communicates at least the first neural network configuration data with the outside, and (viii) neural network configuration data and first learning related to the diagnostic template. The power conversion device diagnosis system includes an evaluation diagnosis device 300 having a diagnosis unit 330 for diagnosing the operation status of the first power conversion device based on the reflected first neural network configuration data.

評価診断装置300は、例えばPCによって実現してもよい。また、模擬運転装置の一部となっている基準データベース(基準DB)は、PCの上に構築してもよい。   The evaluation diagnostic apparatus 300 may be realized by a PC, for example. Further, a reference database (reference DB) that is a part of the simulated driving apparatus may be constructed on a PC.

また、実機100と評価診断装置300との間の第1ニューラル・ネットワーク構成データ等の情報のやり取りは、双方の間の直接通信によるものでもよいし、図17に示すように、中継機器400を介する通信によってもよい。また、専用回線による通信であってもよいし、図17においてCMMで示すようにクラウドによるものであってもよい。また、無線によるものであっても有線によるものであってもよい。また、CD−ROM等のメディアを介するやり取りであってもよい。   Further, the exchange of information such as the first neural network configuration data between the actual machine 100 and the evaluation / diagnosis apparatus 300 may be performed by direct communication between the two, or, as shown in FIG. It may be via communication. Further, the communication may be performed using a dedicated line, or may be performed using a cloud as indicated by CMM in FIG. Further, it may be wireless or wired. Moreover, the exchange via media, such as CD-ROM, may be sufficient.

さらにまた、模擬運転装置200、評価診断装置300及び基準データベースは、電力変換装置メーカー側に設けられてもよい。電力変換装置メーカー側で模擬運転及び評価診断を行うことにより、メンテナンスや予防保全に必要な詳細な情報を入手することができ、柔軟性に富んだサービスを顧客に提供することができる。   Furthermore, the simulated driving apparatus 200, the evaluation diagnosis apparatus 300, and the reference database may be provided on the power conversion apparatus manufacturer side. By performing simulated operation and evaluation diagnosis on the power conversion device manufacturer side, detailed information necessary for maintenance and preventive maintenance can be obtained, and a flexible service can be provided to the customer.

[実施例]
図18に示すように、電力変換装置110としてバッテリーバックアップ電源装置を用い、当該電力変換装置110に対し所定の商用電源、バッテリー及BATび負荷Lを接続し、これら全体を実機100として本発明を実施した。
実施例に用いる電力変換装置110は、コンセントCNT1、コンセントCNT2、端子T1、端子T2及び端子T3を備える。また、当該第1電力変換装置110は、交流電源と直流電源との間で相互に電力の変換を行う双方向変換部116、当該双方変換部116の制御を始めとして第1電力変換装置110全体の制御を行いつつ、第1ニューラル・ネットワーク構成データND1、実機学習ステップを実行するためのプログラム等を保持し、当該プログラムを実行するマイコン部112、測定される物理量として外部から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D部114、外部との間で通信等を行う外部インターフェース部(外部I/F部115)、並びに、商用電源と負荷Lと双方向変換部116との間の接続/非接続を制御するスイッチS1及びスイッチS2を備える。
双方向変換部116は、交流電源を直流電源に変換しバッテリーBATを充電する電力を供給するコンバーター回路113a、及び、直流電源を交流電源に変換しバッテリーLから放電された電力を負荷Lに供給するインバーター回路113bを有する。
実施例では、CNT1に商用電源(AC100V、単相)を、CNT2に所定の負荷(電気製品)を、T1には所定のバッテリーBATを、T2には該バッテリーBATの近傍にセンサー部を配置した温度検出器THを、それぞれ接続した。
[Example]
As shown in FIG. 18, a battery backup power supply device is used as the power conversion device 110, a predetermined commercial power supply, a battery, and a BAT and a load L are connected to the power conversion device 110. Carried out.
The power converter 110 used in the embodiment includes an outlet CNT1, an outlet CNT2, a terminal T1, a terminal T2, and a terminal T3. In addition, the first power conversion device 110 includes the bidirectional conversion unit 116 that converts power between the AC power source and the DC power source, and the first power conversion device 110 as a whole, including the control of the two-way conversion unit 116. While holding the first neural network configuration data ND1, a program for executing the actual machine learning step, etc., the microcomputer unit 112 for executing the program, an analog signal input from the outside as a measured physical quantity A / D unit 114 that converts the signal into a digital signal, an external interface unit (external I / F unit 115) that communicates with the outside, and between the commercial power source, the load L, and the bidirectional conversion unit 116 A switch S1 and a switch S2 that control connection / disconnection are provided.
The bidirectional conversion unit 116 converts the AC power source into a DC power source and supplies power for charging the battery BAT, and converts the DC power source into the AC power source and supplies the power discharged from the battery L to the load L. An inverter circuit 113b.
In the embodiment, a commercial power source (AC100V, single phase) is provided in CNT1, a predetermined load (electric product) is provided in CNT2, a predetermined battery BAT is provided in T1, and a sensor unit is provided in the vicinity of the battery BAT in T2. A temperature detector TH was connected to each.

第1ニューラル・ネットワークNN1は、図19に示すような、入力層(5個のユニット)、2個の中間層(それぞれ4個のユニット)、及び出力層(2個のユニット)からなる階層構造型のニューラル・ネットワークを基本アーキテクチャとし、バッテリーBATの電圧及び電流、負荷Lの電圧及び電流、並びに、バッテリーBATの温度を入力因子とするユニットによって入力層を構成し、かつ、バッテリーBATの放電時間及び充電時間を出力因子とするユニットによって出力層を構成した。伝達関数はシグモイド関数を用いた。   The first neural network NN1 has a hierarchical structure including an input layer (5 units), two intermediate layers (4 units each), and an output layer (2 units) as shown in FIG. Type neural network as a basic architecture, the input layer is constituted by units having the voltage and current of the battery BAT, the voltage and current of the load L, and the temperature of the battery BAT as input factors, and the discharge time of the battery BAT And the output layer was comprised by the unit which makes charging time an output factor. A sigmoid function was used as the transfer function.

第1電力変換装置110に関係する物理量としては、上記入力因子及び出力因子に対応して、バッテリーBATの電圧及び電流、負荷Lの電圧及び電流、バッテリーBATの温度、並びに、バッテリーBATの放電時間及び充電時間を採用した。このうち、バッテリーBATの電圧及び電流、負荷Lの電圧及び電流、並びにバッテリーBATの温度の物理量は実際に測定して得た値を「第1測定値」とし、また、バッテリーBATの放電時間及び充電時間はマイコンのプログラムが把握している放電時間及び充電時間を「第1測定値」とみなし、これらの「第1測定値」を正規化した上で第1ニューラル・ネットワークNN1に適用した。   The physical quantities related to the first power converter 110 include the voltage and current of the battery BAT, the voltage and current of the load L, the temperature of the battery BAT, and the discharge time of the battery BAT corresponding to the input factor and output factor. And charging time was adopted. Among these, the physical quantity of the voltage and current of the battery BAT, the voltage and current of the load L, and the temperature of the battery BAT are actually measured values as “first measurement values”, and the discharge time of the battery BAT and As the charging time, the discharging time and the charging time ascertained by the microcomputer program were regarded as “first measured values”, and these “first measured values” were normalized and applied to the first neural network NN1.

第1ニューラル・ネットワーク構成データND1は、上記基本アーキテクチャに対応したデータ構造として定義して、マイコン部112の上のソフトウェアとして実装した(図示せず。)。同様に、実機学習ステップS100を実施するためのアルゴリズムを含むプログラムをマイコン部112の上のソフトウェアとして実装した(図示せず。)。学習は、バッテリーBATの充電時間及び放電時間を教師信号とした誤差逆伝搬法を用いて行った。   The first neural network configuration data ND1 is defined as a data structure corresponding to the basic architecture and implemented as software on the microcomputer unit 112 (not shown). Similarly, a program including an algorithm for performing the actual machine learning step S100 is implemented as software on the microcomputer unit 112 (not shown). Learning was performed using an error back-propagation method using the charging time and discharging time of the battery BAT as teacher signals.

実機100において、夏季の酷暑の環境下において負荷(電気製品)の連続運転をさせつつ、所定の期間(少なくとも1週間以上の間)バッテリーに電力が充電されるタイミング及び逆にバッテリーから電力が放電されるタイミングで第1学習を行い、第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’を得た。   In the actual machine 100, while the load (electrical product) is continuously operated in a hot summer environment, the timing at which the battery is charged for a predetermined period (for at least one week) and conversely the power is discharged from the battery. The first learning is performed at the timing to obtain the first neural network configuration data ND1 ′.

一方、模擬運転装置側には、第1電力変換装置110と同じ構成を有する第2電力変換装置210を用いた(図示しない。)。実機100側と同様に、第1ニューラル・ネットワークNN1の基本アーキテクチャに基づいた第2ニューラル・ネットワーク構成データND2と、基準データベース構築ステップS400を実施するためのアルゴリズムを含むプログラムを第2電力変換装置210に搭載されたマイコン部の上のソフトウェアとして実装した。学習は第1学習と同様の手法で行った。
また、第2電力変換装置210に対して実際の実機100と同様な運転環境、入出力等を提供することができる模擬環境提供治具(図示しない。)を用いた。模擬環境提供治具は、バッテリーBAT及び負荷Lに対し、充電及び放電を繰り返しできるような回路で構成し、また、バッテリーBATの条件は直流電源(図示しない。)などを使用して変動できるようにした。
On the other hand, the second power converter 210 having the same configuration as that of the first power converter 110 was used on the simulated operation apparatus side (not shown). Similar to the actual machine 100 side, the second power conversion device 210 stores a program including the second neural network configuration data ND2 based on the basic architecture of the first neural network NN1 and an algorithm for executing the reference database construction step S400. It was implemented as software on the microcomputer part installed in the. Learning was performed in the same manner as the first learning.
Further, a simulated environment providing jig (not shown) that can provide the second power converter 210 with the same operating environment, input / output, and the like as the actual actual machine 100 was used. The simulated environment providing jig is configured by a circuit that can repeatedly charge and discharge the battery BAT and the load L, and the condition of the battery BAT can be changed by using a DC power source (not shown). I made it.

次の各試験モードの下で模擬運転を行ってそれぞれ第2学習を行い、第2学習が反映された複数の第2ニューラル・ネットワーク構成データND2’を得て基準データベースを構築した。
(第1試験モード)ややストレスを掛ける試験モード
バッテリーへの充電と放電の切り替えを通常よりも頻繁に行った。
(第2試験モード)経年劣化を助長させる試験モード
環境温度を規格一杯の高温に設定し、入出力に対し電圧及び電流を規格の幅一杯に振って入出力させた。
(第3試験モード)通常の運転条件による運転を行う試験モード
A simulation operation was performed under each of the following test modes to perform second learning, and a plurality of second neural network configuration data ND2 ′ reflecting the second learning was obtained to construct a reference database.
(First test mode) Test mode in which a little stress was applied Switching between charging and discharging of the battery was performed more frequently than usual.
(Second test mode) Test mode to promote aged deterioration The environmental temperature was set to a high temperature that was full of the standard, and the voltage and current were swung to the full width of the standard for input and output.
(Third test mode) Test mode for operation under normal operating conditions

次に、マップによる比較・照合を説明する。
なお、実際の学習は図19に示したニューラル・ネットワーク(入力層に5個のユニット、出力層に2個のユニット)で行ったが、評価診断ステップS300においては、比較・照合を簡便化し説明を容易するため、仮に、図20で示した基本アーキテクチャ(入力層に3個のユニット、出力層に1個のユニット)に丸め込んだコンパクトな形のマップで評価診断の説明を行う。
Next, comparison / collation by map will be described.
The actual learning was performed using the neural network shown in FIG. 19 (5 units in the input layer and 2 units in the output layer). However, in the evaluation diagnosis step S300, comparison / collation is simplified and explained. In order to facilitate the evaluation diagnosis, the evaluation diagnosis will be described with a map in a compact form rounded to the basic architecture shown in FIG. 20 (three units in the input layer and one unit in the output layer).

実機100における実機学習ステップS100によって形成された第1ニューラル・ネットワークのマップの形は、図21(a)に示すようなMAP1となった。
一方、模擬運転装置200における模擬運転学習ステップS200によって形成された第1試験モード、第2試験モード及び第3試験モードに対応した第2ニューラル・ネットワークのマップの形は、それぞれ、図21(b)、図21(c)及び図23(d)に示すようなMAP21、MAP22及びMAP23となった。
The map of the first neural network formed by the actual machine learning step S100 in the actual machine 100 is MAP1 as shown in FIG.
On the other hand, the maps of the second neural network corresponding to the first test mode, the second test mode, and the third test mode formed by the simulated driving learning step S200 in the simulated driving apparatus 200 are shown in FIG. ), MAP21, MAP22, and MAP23 as shown in FIGS. 21 (c) and 23 (d).

実機100側の第1マップMAP1《図21(a)》では入力層の上から1番目のユニットが相対的に大きく、他のユニットは相対的に小さく他のユニットはほぼ同様の小ささであると把握することができる。また、第2中間層の上から3番目及び4番目のユニットが比較的大きくなっている。これらの特徴に最も近い特徴を有している(最も近い形をしている)模擬運転装置200側の第2マップは、MAP22《図21(c)》である。すなわち、基準データベースに格納されている3個の第2ニューラル・ネットワーク構成データに基づく第2マップのうち、第1マップMAP1の形と、最も類似度が最も高いマップは、MAP22である。したがって、当該第1電力変換装置110は、第2試験モード(経年劣化を助長させる試験モード)と類似した動作状況であったものと推定することができる。   In the first map MAP1 (FIG. 21A) on the real machine 100 side, the first unit from the top of the input layer is relatively large, the other units are relatively small, and the other units are approximately the same size. Can be grasped. In addition, the third and fourth units from the top of the second intermediate layer are relatively large. The second map on the simulated driving apparatus 200 side having the closest feature to these features (having the closest shape) is MAP22 (FIG. 21C). That is, among the second maps based on the three second neural network configuration data stored in the reference database, the map having the highest similarity with the shape of the first map MAP1 is MAP22. Therefore, it can be estimated that the first power conversion device 110 was in an operation situation similar to the second test mode (a test mode that promotes aging degradation).

以上の実施例からも分るように、本発明の電力変換装置の診断方法によれば、実機100の第1電力変換装置110における過去の「動作状況」に関する情報を、第1ニューラル・ネットワーク構成データND1’として入手することができ、これに基づいて当該実機100に搭載された第1電力変換装置110の「動作状況」を可視化して把握することができ、実機毎の事情に即した診断を行うことができることを確認した。   As can be seen from the above-described embodiments, according to the power conversion device diagnosis method of the present invention, the information related to the past “operation status” in the first power conversion device 110 of the actual machine 100 is represented by the first neural network configuration. It can be obtained as data ND1 ′, and based on this, the “operation status” of the first power conversion device 110 mounted on the actual machine 100 can be visualized and grasped, and diagnosis according to the situation of each actual machine Confirmed that can be done.

以上、本発明を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said each embodiment, this invention is not limited to each said embodiment. The present invention can be implemented in various modes without departing from the spirit thereof, and for example, the following modifications are possible.

(1)実施形態1〜6において記載した適用対象、構成要素の実現の仕方、学習又は診断が実施される場所、学習回数等の数、等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。 (1) The application target described in the first to sixth embodiments, how to realize the constituent elements, the place where learning or diagnosis is performed, the number of learning times, and the like are examples, and the scope of the present invention is not impaired. It is possible to change in

(2)実施形態1〜6においては、第1ニューラル・ネットワークの入力因子又は出力因子として、バッテリー及び負荷に関係する諸物理量を念頭に置いて説明をしてきたが、これに限られるものではない。これらとは異なる物理量を入力因子又は出力因子として適用することもできる。また、各実施形態で説明した第1ニューラル・ネットワークとは異なる基本アーキテクチャを用いることもできる。 (2) In the first to sixth embodiments, the description has been made with various physical quantities related to the battery and the load as the input factor or output factor of the first neural network in mind, but it is not limited to this. . A physical quantity different from these can also be applied as an input factor or an output factor. Further, a basic architecture different from the first neural network described in each embodiment can be used.

(3)実施形態1〜6において、実機学習ステップが実行されるソフトウェアは、第1電力変換装置110の内部に搭載されたマイコンのCPU上に実装されている構成を念頭に置いて説明してきたが、これに限られるものではない。実機100又は第1電力変換装置110の運転に合わせて適宜第1学習が行われるものであれば、当該ソフトウェアは、第1電力変換装置110の内部ではなく、その外部のコンピューター上に実装されてもよい。例えば、実機100に設けられた別のコンピューター上に実装されているものでもよいし、実機100の外部に設けられたコンピューター上に実装されているものでもよい。このように外部に設けられたコンピューターが実機学習ステップの実行を行うことにより電力変換装置110に搭載されたマイコンの処理負担を軽減することができる。 (3) In the first to sixth embodiments, the software for executing the actual machine learning step has been described with the configuration mounted on the CPU of the microcomputer mounted in the first power conversion device 110 in mind. However, it is not limited to this. If the first learning is appropriately performed in accordance with the operation of the actual machine 100 or the first power conversion device 110, the software is not installed inside the first power conversion device 110 but is installed on a computer outside the first power conversion device 110. Also good. For example, it may be implemented on another computer provided in the actual machine 100, or may be implemented on a computer provided outside the actual machine 100. Thus, the processing load of the microcomputer mounted in the power converter 110 can be reduced by executing the actual machine learning step by the computer provided outside.

(4)実施形態1〜6において、第1学習工程S120を行うタイミングとして、バッテリーに電力が充電されるタイミング、逆にバッテリーから電力が放電されるタイミングを例に挙げて説明してきたが、これに限られるものではない。接続した負荷(電気設備、電気製品等)への電源投入、電源断のタイミングなどに特に集中的に学習を行うこともできる。これらのタイミングは、電力変換装置を構成する各種回路にストレスが掛かるタイミングであることから、メンテナンス又は予防保全に資する効果的な学習をすることが期待できる。 (4) In the first to sixth embodiments, the timing at which the first learning step S120 is performed has been described by taking as an example the timing at which power is charged to the battery, and conversely the timing at which power is discharged from the battery. It is not limited to. It is also possible to intensively learn about the timing of turning on and off the power to a connected load (electrical equipment, electrical products, etc.). Since these timings are the timings at which stress is applied to various circuits constituting the power converter, it is expected that effective learning contributing to maintenance or preventive maintenance is performed.

(5)実施形態1〜6においては、一の第1電力変換装置に対し、一のニューラル・ネットワークNN1を構成して第1学習を行う構成を説明してきたが、これに限られるものではない。
例えば、工場向けの電源バックアップシステム、発電所の電力管理システム等比較的大規模なシステムを想定した場合には、一の大規模な第1電力変換装置110に対し、比較的小規模のアーキテクチャをもつニューラル・ネットワークを複数個導入しそれぞれについて第1学習させ、評価診断ステップS300においては、これらの複数のニューラル・ネットワークに対応付けられたそれぞれの第1ニューラル・ネットワーク構成データを吸い上げて、それらを総合的に把握して評価診断を行うこととしてもよい。このような比較的小規模のニューラル・ネットワークであれば、第1学習の収束が早くなることが期待できる。また、第1電力変換装置110における学習(演算)の負荷が小さくなり、第1電力変換装置110に搭載されたコンピューターのCPU資源を多大に確保する必要がない。
逆に、複数の第1電力変換装置110によって一の大規模な実機100を構成する場合も考えられるが、この場合には、それぞれの第1電力変換装置110について実施形態1〜6に係る電力変換装置の診断方法を適用して学習、評価及び診断を行い、これらの複数の診断結果を総合的に評価診断することもできる。
(5) In the first to sixth embodiments, the configuration has been described in which the first learning is performed by configuring one neural network NN1 for one first power conversion device, but is not limited thereto. .
For example, when assuming a relatively large-scale system such as a power supply backup system for a factory or a power management system for a power plant, a relatively small-scale architecture is used for one large-scale first power converter 110. In the evaluation diagnosis step S300, the first neural network configuration data associated with the plurality of neural networks is sucked up, and the first neural network configuration data is acquired. It is good also as performing evaluation diagnosis by comprehensively grasping. With such a relatively small neural network, it can be expected that the convergence of the first learning is accelerated. Moreover, the learning (calculation) load in the first power conversion device 110 is reduced, and it is not necessary to secure a large amount of CPU resources for the computer mounted on the first power conversion device 110.
Conversely, a case where one large-scale actual device 100 is configured by a plurality of first power conversion devices 110 is also conceivable, but in this case, the power according to the first to sixth embodiments for each first power conversion device 110. It is also possible to apply the diagnosis method of the conversion device to perform learning, evaluation and diagnosis, and to comprehensively evaluate and diagnose these multiple diagnosis results.

(6)実施形態1〜6において電力変換装置110は、家庭用蓄電池システム、非常用電源、パワーコンディショナー等を念頭に置いて説明をしたが、これらに限られるものではない。実施形態1〜6に係る電力変換装置の診断方法は、産業用、家庭用、運輸用等の電力変換装置の全般に適用することができる。 (6) In Embodiments 1 to 6, the power conversion device 110 has been described with a household storage battery system, an emergency power supply, a power conditioner, and the like in mind, but is not limited thereto. The diagnostic method for the power conversion device according to the first to sixth embodiments can be applied to all power conversion devices for industrial use, home use, transportation use, and the like.

100…実機、110…第1電力変換装置、112…マイコン部、113a…コンバーター回路、113b…インバーター回路、114…A/D部、115…外部インターフェース部(外部I/F部)、116…双方向変換部、120…第1学習装置、180…通信装置、200…模擬運転装置、210…第2電力変換装置、300…評価診断装置、310…通信部、320…基準データベースアクセス部、330…診断部、400…中継機器、910…二次電池特性評価装置、930…二次電池搭載装置、BAT…バッテリー、L…負荷、TH…温度検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Actual machine, 110 ... 1st power converter, 112 ... Microcomputer part, 113a ... Converter circuit, 113b ... Inverter circuit, 114 ... A / D part, 115 ... External interface part (external I / F part), 116 ... Both Direction conversion unit, 120 ... first learning device, 180 ... communication device, 200 ... simulated driving device, 210 ... second power conversion device, 300 ... evaluation diagnostic device, 310 ... communication unit, 320 ... reference database access unit, 330 ... Diagnosis unit, 400 ... relay device, 910 ... secondary battery characteristic evaluation device, 930 ... secondary battery mounting device, BAT ... battery, L ... load, TH ... temperature detector

Claims (9)

第1電力変換装置の動作状況について、ニューラル・ネットワークを用いて診断を行う電力変換装置の診断方法であって、
第1ニューラル・ネットワークを用いて第1ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程と、前記第1電力変換装置に関係する物理量を測定して第1測定値を取得し、該第1測定値に基づいて前記第1ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第1学習を行う第1学習工程と、を含む実機学習ステップと、
前記第1ニューラル・ネットワークを用いて第2ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程と、前記第1電力変換装置と同じ構成を有する第2電力変換装置の模擬運転を行いつつ、前記第2電力変換装置に関係する物理量を測定して第2測定値を取得し、該第2測定値に基づいて前記第2ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第2学習を行う第2学習工程と、を含む模擬運転学習ステップと、
前記第2学習が反映された前記第2ニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ及び前記第1学習が反映された前記第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき前記第1電力変換装置の動作状況を診断する診断工程を含む評価診断ステップと、を有することを特徴とする電力変換装置の診断方法。
A method for diagnosing a power conversion device that performs a diagnosis using a neural network on an operation status of a first power conversion device,
A first neural network configuration data generating step for generating an entity of the first neural network configuration data using the first neural network; and a physical quantity related to the first power converter is measured to obtain a first measured value. A first learning step that acquires and updates the first neural network configuration data based on the first measurement value a plurality of times to perform first learning;
A second neural network configuration data generating step for generating an entity of second neural network configuration data using the first neural network; and a simulation of a second power conversion device having the same configuration as the first power conversion device. Measuring the physical quantity related to the second power conversion device to obtain a second measurement value while performing the operation, and updating the second neural network configuration data based on the second measurement value a plurality of times A simulated driving learning step including a second learning step of repeatedly performing second learning;
The second neural network configuration data reflecting the second learning is used as the neural network configuration data related to the diagnostic template, and the neural network configuration data related to the diagnostic template and the first learning reflecting the first learning are reflected. An evaluation diagnosis step including a diagnosis step of diagnosing an operation state of the first power conversion device based on neural network configuration data.
第1電力変換装置の動作状況について、ニューラル・ネットワークを用いて診断を行う電力変換装置の診断方法であって、
第1ニューラル・ネットワークを用いて第1ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第1ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程と、前記第1電力変換装置に関係する物理量を測定して第1測定値を取得し、該第1測定値に基づいて前記第1ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第1学習を行う第1学習工程と、を含む実機学習ステップと、
(a)前記第1ニューラル・ネットワークを用いて第i試験モード(iは自然数)に係る第2ニューラル・ネットワーク構成データの実体を生成する第2ニューラル・ネットワーク構成データ生成工程と、(b)前記第1電力変換装置と同じ構成を有する第2電力変換装置を用いて前記第i試験モードによる模擬運転を行いつつ、前記第2電力変換装置に関係する物理量を測定して第2測定値を取得し、該第2測定値に基づいて前記第i試験モードに係る第2ニューラル・ネットワーク構成データを更新することを複数回繰り返して第2学習を行う第2学習工程と、及び、(c)前記第2学習が反映された当該第i試験モードに係る第2ニューラル・ネットワーク構成データを基準データベースに格納する基準データベース格納工程とを、iが1からm(mは2以上の整数)まで、iの数を増やしながらm回実行して、m個の前記第2ニューラル・ネットワーク構成データからなる前記基準データベースを構築する基準データベース構築ステップと、
前記基準データベースに格納されているm個の前記第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、評価診断を行う試験モードに対応するニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして少なくともいずれか1つを選出する診断テンプレート選出工程と、該診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ及び前記第1学習が反映された前記第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき前記第1電力変換装置の動作状況を診断する診断工程と、を含む評価診断ステップと、を有することを特徴とする電力変換装置の診断方法。
A method for diagnosing a power conversion device that performs a diagnosis using a neural network on an operation status of a first power conversion device,
A first neural network configuration data generating step for generating an entity of the first neural network configuration data using the first neural network; and a physical quantity related to the first power converter is measured to obtain a first measured value. A first learning step that acquires and updates the first neural network configuration data based on the first measurement value a plurality of times to perform first learning;
(A) a second neural network configuration data generating step for generating an entity of second neural network configuration data according to the i th test mode (i is a natural number) using the first neural network; While performing a simulated operation in the i-th test mode using a second power conversion device having the same configuration as the first power conversion device, a physical quantity related to the second power conversion device is measured to obtain a second measurement value A second learning step of performing second learning by repeatedly updating the second neural network configuration data according to the i-th test mode based on the second measurement value, and (c) the A reference database storage step of storing, in the reference database, second neural network configuration data related to the i-th test mode in which the second learning is reflected, i. From 1 to m (m is an integer of 2 or more), running m times while increasing the number of i, and the reference database construction step of constructing the reference database of m of said second neural network configuration data,
Among the m pieces of the second neural network configuration data stored in the reference database, at least any one of the neural network configuration data corresponding to the test mode for performing the evaluation diagnosis is used as the neural network configuration data related to the diagnostic template. Diagnostic template selection step for selecting one of the above, the neural network configuration data related to the diagnostic template, and the operation status of the first power conversion device based on the first neural network configuration data reflecting the first learning A diagnostic method for a power converter, comprising: an evaluation diagnostic step including:
請求項2に記載の電力変換装置の診断方法において、
前記評価診断ステップにあっては、請求項2に記載の前記診断テンプレート選出工程に替えて、前記基準データベースに格納されているm個の前記第2ニューラル・ネットワーク構成データのうち当該診断にふさわしい前記第2ニューラル・ネットワーク構成データをn個選出し(nは2以上の整数、かつ、n≦m)、該n個の前記第2ニューラル・ネットワーク構成データの中から、評価診断を行う試験モードに対応するニューラル・ネットワーク構成データを診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データとして少なくともいずれか1つを選出する第2の診断テンプレート選出工程を含むことを特徴とする電力変換装置の診断方法。
In the diagnostic method of the power converter device according to claim 2,
In the evaluation diagnosis step, in place of the diagnosis template selection step according to claim 2, the m neural network configuration data stored in the reference database is suitable for the diagnosis. Select n pieces of second neural network configuration data (n is an integer of 2 or more, and n ≦ m), and enter a test mode for performing evaluation diagnosis from the n second neural network configuration data. A diagnostic method for a power converter, comprising: a second diagnostic template selection step of selecting at least one of the corresponding neural network configuration data as neural network configuration data related to a diagnostic template.
請求項1〜3いずれかに記載の電力変換装置の診断方法において、
前記ニューラル・ネットワークとして、入力層、1つ以上の中間層及び出力層を有する階層構造型のニューラル・ネットワークを用い、
前記第1学習工程及び前記第2学習工程においては、誤差逆伝搬法によって前記第1学習及び前記第2学習を行うことを特徴とする電力変換装置の診断方法。
In the diagnostic method of the power converter device in any one of Claims 1-3,
As the neural network, a hierarchical neural network having an input layer, one or more intermediate layers and an output layer is used.
In the first learning step and the second learning step, the first learning and the second learning are performed by an error back propagation method.
請求項1〜4のいずれかに記載の電力変換装置の診断方法において、
前記診断工程にあっては、
前記第1学習が反映された前記第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき第1マップを作成し、前記診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データに基づき第2マップを作成し、前記第1マップのパターンと前記第2マップのパターンとを比較又は照合してパターンの類似度を評価し、該類似度に応じて前記第1電力変換装置の動作状況を診断することを特徴とする電力変換装置の診断方法。
In the diagnostic method of the power converter device in any one of Claims 1-4,
In the diagnostic process,
A first map is created based on the first neural network configuration data reflecting the first learning, a second map is created based on the neural network configuration data related to the diagnostic template, and the pattern of the first map And comparing the pattern of the second map with each other and evaluating the similarity of the pattern, and diagnosing the operation status of the first power converter according to the similarity Method.
請求項1〜5のいずれかに記載の電力変換装置の診断方法において、
前記第1電力変換装置には、少なくともインバーター回路が含まれ、少なくともバッテリー及び負荷が接続されることを特徴とする電力変換装置の診断方法。
In the diagnostic method of the power converter device in any one of Claims 1-5,
The first power converter includes at least an inverter circuit, and is connected to at least a battery and a load.
請求項6に記載の電力変換装置の診断方法において、
前記第1ニューラル・ネットワークにおいては、前記バッテリーの電圧及び電流、前記負荷の電圧及び電流、並びに、前記バッテリーの温度又は前記第1電力変換装置の温度を入力因子とするユニットによって入力層を構成し、かつ、前記バッテリーの放電時間及び充電時間を出力因子とするユニットによって出力層を構成することを特徴とする電力変換装置の診断方法。
In the diagnostic method of the power converter device according to claim 6,
In the first neural network, an input layer is configured by units having the voltage and current of the battery, the voltage and current of the load, and the temperature of the battery or the temperature of the first power converter as input factors. And the output layer is comprised by the unit which makes discharge time and charge time of the said battery an output factor, The diagnostic method of the power converter device characterized by the above-mentioned.
請求項1〜7のいずれかに記載の電力変換装置の診断方法において、
前記第2電力変換装置の前記模擬運転には、前記第2電力変換装置に対してストレスを掛ける試験モードの下での運転が含まれることを特徴とする電力変換装置の診断方法。
In the diagnostic method of the power converter device in any one of Claims 1-7,
The method for diagnosing a power converter, wherein the simulated operation of the second power converter includes an operation under a test mode in which stress is applied to the second power converter.
請求項1〜8のいずれかに記載の電力変換装置の診断方法において、
前記実機学習ステップにあっては、
前記第1電力変換装置における前記第1学習が進んだ第1時刻における前記第1ニューラル・ネットワーク構成データを取得して時間情報に関連付けながら保持し、更に前記第1学習が進んだ、前記第1時刻よりも後の第2時刻における前記第1ニューラル・ネットワーク構成データを取得して時間情報に関連付けながら保持し、
前記評価診断ステップにあっては、
前記診断テンプレートに係るニューラル・ネットワーク構成データ、前記第1時刻における前記第1ニューラル・ネットワーク構成データ、及び、前記第2時刻における前記第1ニューラル・ネットワーク構成データに基づき前記第1電力変換装置の動作状況を診断することを特徴とする電力変換装置の診断方法。
In the diagnostic method of the power converter device in any one of Claims 1-8,
In the actual machine learning step,
The first neural network configuration data at the first time at which the first learning in the first power conversion device has progressed is acquired and stored in association with time information, and the first learning has further progressed. Acquiring the first neural network configuration data at a second time later than the time and holding it in association with time information;
In the evaluation diagnosis step,
Operation of the first power converter based on the neural network configuration data related to the diagnostic template, the first neural network configuration data at the first time, and the first neural network configuration data at the second time A diagnostic method for a power conversion device, characterized by diagnosing the situation.
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