JP6421257B2 - 変換弁故障の事前警報方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、ハイパワーの電力電子分野に関し、特に変換弁の故障に対して警報を行う方法及びシステムに関する。

高電圧直流送電（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ、ＨＶＤＣ）は、電力電子技術の応用において最も重要で且つ最も伝統的であり、最も活発な技術でもある。変換弁は、高電圧直流送電プロジェクトの中核である主要設備として、その作業性能が直流送電運転の安定性に直接関係している。変換弁の様々な動作状況での制御機能は、バルブ制御システムによって実現されるものである。バルブ制御システムは主に、直流制御保護システム、バルブ制御ユニット（Ｖａｌｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＶＣＵ）及びサイリスタ制御ユニット（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＴＣＵ）から構成されている。バルブ制御ユニットは、直流制御保護システムと変換弁との間の架け橋であり、直流制御保護システムによって発信された制御信号を受信し、且つこれらの制御信号に基づいて、論理式アルゴリズムによってトリガパルスを生成して変換弁に発信することが主な機能である。また、バルブ制御ユニットは、変換弁によって戻された各サイリスタレベルの状態指示信号を受信し、変換弁の動作状態を監視するために、処理された後の状態指示信号が、直流制御保護システムにフィードバックされると共に、サイリスタバルブの動作状態及びバルブ制御ユニットの動作状態は、イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を介して監視システムまで送信される。

変換弁は、複数の、サイリスタ及びＲＣ回路から構成されたサイリスタレベル（ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ｖａｌｖｅ ｌｅｖｅｌ）、リアクタ及び冷却装置から構成された複雑なシステムであり、長期間運転すると、性能の劣化によって故障が発生し、また、各サイリスタレベルがＲＣ回路パラメータの軽微な差異の影響を受けているため、電圧均一性にも軽微な差が生じる。長期の高圧運転の場合において、一部のサイリスタレベルの装置の使用寿命が低下し、重大な場合には、複数のサイリスタレベルの故障によって直流システムの運転が停止するおそれがあり、直流システムの安全且つ安定した運転に悪影響を与える。従来の直流プロジェクトの稼動中において、変換弁のすべてのサイリスタレベルの運転状態に対する監視方法として、状態フィードバック信号の有無を粗雑に監視するのみであるため、異なるサイリスタレベルの間の差異を見落とす場合が多い。バルブ制御ユニットにおいて、変換弁の異なるサイリスタレベルの間の性能の差異に基づいて、データ分析アルゴリズムを用いて性能の低いサイリスタレベルを識別し、そして事前警報を行うことにより、サイリスタレベルの装置の故障による直流システムの運転停止のリスクを低下させることができれば、直流システムの安全且つ安定した運転に効果的な補助手段が実現される。

本発明の目的は、故障の可能性が大きいサイリスタレベルを識別し且つ事前警報を実現することができ、さらに、装置交換の根拠として、サイリスタレベルの故障による直流システムの運転停止のリスクを低下させ、また、変換弁装置の性能の最適化及び回路設計の最適化の参考とすることもできる変換弁故障の事前警報方法及びシステムを提供することにある。

本発明は、上記の目的を実現するために、以下の解決手段を提供する。
変換弁故障の事前警報方法であって、所定時間範囲内で変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報を記録し、偏差分析法を用いて各時間情報に対して分析且つ比較を行う。所定値を超える偏差に対応するサイリスタレベルに対してマーキングし、マーキング結果に基づいて当該サイリスタが故障する可能性を判断する。

前記偏差分析法の内容は、以下の通りである。変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報の中から、最先到着時間及び最終到着時間をそれぞれ探し出し、そして最先到着と最終到着との時間差を計算し、次に当該時間差と所定時間長とを比較する。

前記時間差が所定時間長より小さい場合は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号が均一性要件を満たしていると判断する。
逆の場合は、均一性要件を満たしていないと判断し、そして所定時間長に対して正の偏差及び負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号をスクリーニングし、対応するサイリスタレベルのメモリにおいて累計する。

前記偏差分析法の内容は、以下の通りである。変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報は、正規分布の規則を満たし、正規分布の区間を確定するための期待値及び標準偏差のパラメータをそれぞれ設定し、各時間情報と正規分布の区間とを比較する。

前記変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報が正規分布の区間範囲内に含まれる場合は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号が均一性要件を満たしていると判断する。
逆の場合は、均一性要件を満たしていないと判断し、そして正規分布の区間に対して正の偏差及び負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号をスクリーニングし、対応するサイリスタレベルのメモリにおいて累計する。

前記偏差分析法の内容は、以下の通りである。平均値を中心とし、時間範囲パラメータを正負の境界条件とした平均分布の区間範囲を確定するために、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報の平均値を計算し、且つ時間範囲パラメータを予め設定し、各時間情報と当該区間範囲とを比較する。

前記変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報が平均分布の区間範囲内に含まれる場合、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号が均一性要件を満たしていると判断する。
逆の場合は、均一性要件を満たしていないと判断し、そして平均分布の区間に対して正の偏差及び負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号をスクリーニングし、対応するサイリスタレベルのメモリにおいて累計する。

前記事前警報方法は、時間の経過に従ってサイリスタレベルの性能偏差が発生する分布規則を分析するために、正の偏差又は負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号が発生する時点を記録することをさらに含む。

前記事前警報方法は、所定時間範囲内の累計数値をデータ分析結果として読み取り、データのすべては、変換弁の各サイリスタレベルの性能の差異を比較分析するために用いられる。
データ分析結果に基づいて、偏差累計数量が所定閾値を超えたサイリスタレベルをスクリーニングし、且つ当該サイリスタレベルの所在する変換弁内での具体的な位置を確定し、データ分析結果に基づいてこのサイリスタレベルに問題が生じる可能性について検討判断する。

前記事前警報方法は、所定時間長に基づいて、各サイリスタレベルに対応する、正の偏差と負の偏差との累計数値、及び、偏差が発生する時間情報を、データ長期保存機能を有する記憶装置に保存する。

前記サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号は、バルブ制御ユニットによって収集された、変換弁の各サイリスタレベルに対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号であり、当該状態指示信号は、サイリスタレベルには、順方向電圧が既に確立され、且つトリガ条件を具備することを示す状態指示信号である。
サイリスタ制御ユニットに電圧閾値を予め設定し、当該閾値は、サイリスタ制御ユニットがサイリスタを確実に導通するようにトリガできる最小エネルギー要件を満たしている。

サイリスタ制御ユニットは、サイリスタの両端の電圧が電圧閾値を超えていることを検出した場合に、状態指示信号を生成し且つバルブ制御ユニットまで送信する。

変換弁故障の事前警報システムは、
バルブ制御ユニット内に構成され、変換弁の各サイリスタレベルの偏差データを格納するためのレジスタ配列と、
バルブ制御ユニット内に配置され、サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号を偏差分析法で処理するための高速プロセッサとを備えている。
そして、前記レジスタ配列及び前記高速プロセッサを用いて、所定時間範囲内で変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報を記録し、偏差分析法を用いて各時間情報に対して分析且つ比較を行い、所定値を超える偏差に対応するサイリスタレベルに対してマーキングし、マーキング結果に基づいて当該サイリスタが故障する可能性を判断する。

前記事前警報システムは、
バルブ制御ユニット内に設けられ、偏差データのオンライン監視又はデータの読取りを提供するためのインターフェースをさらに備えている。

上記の解決手段を採用した本発明は、バルブ制御ユニットを介して変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号を分析し且つスクリーニングすることにより、変換弁の各サイリスタレベルの性能の差異に対する偏差分析を行い、うちの性能が比較的低いサイリスタレベルを識別し、且つ事前警報を行うことができる。これにより、サイリスタレベル装置の故障による直流システムの運転停止のリスクが低減され、直流システムの安全且つ安心な運転能力が向上する。

本発明は、変換弁の日常の運転、メンテナンス及び最適化設計に対して効果的な補助手段を提供している。偏差分析結果を、サイリスタレベルの性能の減衰を予測判断する補助根拠として用いて、電圧の均一性が劣るサイリスタレベルをスクリーニングし、サイリスタレベルの故障のリスクを効果的に事前予測判断することができる。これにより、サイリスタレベルの故障による直流システムの運転停止の可能性が低減され、さらに、変換弁の研究設計機構が、電圧均一性の偏差が大きいサイリスタレベル装置を研究することにより、その原因を分析し且つ存在している問題を解決する最適化手段とすることができる。

本発明に係るバルブ制御システムの構成概略図である。 本発明に係るバルブ制御ユニットがサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号を収集する概略図である。 本発明に係るサイリスタレベル回路構成及び状態指示信号の生成原理図である。 本発明に係る偏差データのスクリーニング原理図である。

以下、図面と併せて、本発明の技術的解決手段について詳細に説明する。

本発明は、バルブ制御ユニットによって実現される変換弁故障の事前警報システムを提供する。バルブ制御ユニットは、バルブ制御システム全体の重要なコア装置である。図１は、本発明に係るバルブ制御システムの構成概略図である。変換弁の様々な動作状況での制御機能は、バルブ制御システムによって実現されるものである。バルブ制御システムは主に、直流制御保護システム、バルブ制御ユニット及びサイリスタ制御ユニットから構成されている。バルブ制御ユニットは、直流制御保護システムと変換弁との間の架け橋であり、直流制御保護システムが発信した制御信号を受信し、且つこれらの制御信号に基づいて、論理式アルゴリズムによってトリガパルスを生成して変換弁に発信することが主な機能である。また、バルブ制御ユニットは、変換弁によって戻された各サイリスタレベルの状態指示信号を受信し、変換弁の動作状態を監視するために、処理された後の状態指示信号が、直流制御保護システムにフィードバックされると共に、サイリスタバルブの動作状態及びバルブ制御ユニットの動作状態は、イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を介して監視システムまで送信される。

本発明に係る変換弁故障の事前警報システムにおいて、バルブ制御ユニット内の変換弁の各サイリスタレベルのために、偏差データを格納するためのレジスタ配列を構成し、また、タイムスタンプ情報を含む偏差データを格納するための保存領域を設ける必要がある。バルブ制御ユニットに配置された高速プロセッサは主に、高速信号を収集及び処理し、且つプリセットロジック機能を実現するために用いられる重要なコアデバイスであり、少なくともマイクロ秒レベルパルス信号を収集且つ処理する能力を満たす必要がある。バルブ制御ユニット内での偏差分析法を決定し、当該分析法は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号から偏差が比較的大きいものをスクリーニングし、且つ分類して保存するために用いられる。バルブ制御ユニットに、偏差データの読取りを提供し、偏差データをオンライン監視し又はデータを読み取った後オフライン解析を行うためのインターフェースを設ける。データ分析結果に基づいて、偏差累計数量が比較的大きいサイリスタレベルを探し出し、当該サイリスタレベルの変換弁内での具体的な位置を確定し、これにより、当該種類のサイリスタレベルに問題が生じる可能性について検討判断することができ、機器の交換や設計の最適化の参考とすることができる。

本発明は、変換弁故障の事前警報方法をさらに提供する。具体的な実現過程は、以下の通りである。
（１）バルブ制御ユニット内において、変換弁の各サイリスタレベルのために、偏差データを格納するためであり、サイリスタレベルに１つずつ対応するレジスタから構成されたデータ保存領域であるレジスタ配列を構成する。
（２）バルブ制御ユニットに、少なくともマイクロ秒レベルパルス信号を収集且つ処理する能力を満たすことができ、サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた、数量の比較が１００桁以上の状態指示信号を収集し、且つリアルタイムで高速処理を行うための高速プロセッサを配置する。
（３）バルブ制御ユニットは、変換弁の各サイリスタレベルに対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号を収集する。図２は、バルブ制御ユニットがサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号を収集する概略図である。ここで、ＩＰ：ａ、ＩＰ：ｂ、ＩＰ：ｃ、ＩＰ：ｎのそれぞれは、異なるサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号を示す。サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号は、バルブ制御ユニットによって収集された、変換弁の各サイリスタレベルに対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号であり、当該状態指示信号は、サイリスタレベルには、順方向電圧が既に確立され、且つトリガ条件を具備することを示す状態指示信号（Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｐｕｌｓｅ、ＩＰ）である。サイリスタ制御ユニットに電圧閾値を予め設定し、当該閾値は、サイリスタ制御ユニットがサイリスタを確実に導通するようにトリガできる最小エネルギー要件を満たす必要がある。サイリスタ制御ユニットは、サイリスタの両端の電圧が電圧閾値を超えていることを検出した場合に、状態指示信号を生成し且つバルブ制御ユニットまで送信する。バルブ制御ユニットは、状態指示信号を受信した時間を偏差解析として記録する。正常な状況において、同一の単一弁における各サイリスタレベルが状態指示信号をフィードバックする時間偏差は小さいが、ＲＣ回路装置のパラメータに軽微な差異が存在するという影響を受け、各サイリスタレベルの間の電圧均一性にも軽微な差が生じる。その結果、各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされる状態指示信号の時間がより大きな偏差を有する可能性がある。図３は、サイリスタレベル回路構成及び状態指示信号の生成原理図である。Ｕｖａｌｖｅは、サイリスタの電圧を示し、ＩＰは、状態指示信号を示す。
（４）バルブ制御ユニットは、収集された、各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の偏差スクリーニングを行い、さらに、当該偏差スクリーニングの結果をレジスタ配列に格納して累計を行うと共に、偏差データの追加タイムスタンプを所定の保存領域に保存する。

上記の方法（４）に記載の偏差スクリーニングは、偏差分析法を採用することを示し、方法（１）を採用してよい。当該方法は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号を、時間の前後する順序に従って整列し、最先到着時間及び最終到着時間をそれぞれ探し出し、そして最先到着と最終到着との時間差を計算し、次に当該時間差と所定時間長とを比較することを示す。

前記時間差が所定時間長より小さい場合は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号が均一性要件を満たしていると判断することができる。
逆の場合は、均一性要件を満たしていないと判断し、そして所定時間長に対して正の偏差及び負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号をスクリーニングし、対応するサイリスタレベルのメモリにおいて累計する。

上記の方法（１）で説明したように、仮に、１つの変換弁に含まれるサイリスタの数をＮ（Ｎ≧１）とし、ＮレベルのサイリスタをＡ₁、Ａ₂、……Ａ_Nでそれぞれ表す。バルブ制御ユニットは、各レベルのサイリスタに対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間を検出する。最初に検出されたサイリスタＡ_X（１≦Ｘ≦Ｎ）に対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間をＴ₁とし、最後に検出されたサイリスタＡ_Y（１≦Ｙ≦Ｎ）に対応するサイリスタ制御ユニットがフィードバックした状態指示信号の時間をＴ_M（Ｍ≦Ｎ）とする。

時間差：ΔＴ＝Ｔ_M−Ｔ₁である。
ΔＴ≦Ｔ_SET1である場合、今回のサンプリング測定が均一性要件を満たしているとみなし、記録する必要はない。
ΔＴ＞Ｔ_SET1である場合、今回のサンプリング測定が均一性要件を満たしていないとみなし、Ｔ₁を基準時刻とした後のＴ_SET2の時間内のサイリスタ及びその数量Ｓ₁、並びに、Ｔ_Mを基準時刻とする前のＴ_SET2の時間内に負の偏差特性を有するサイリスタ及びその数量Ｓ₂をそれぞれ分析する。
Ｓ₁≦Ｓ_SET1である場合、当該範囲内のサイリスタは、正の偏差特性を有し、対応するメモリ内で累計を行い、逆の場合は、累計する必要はない。
Ｓ₂≦Ｓ_SET1である場合、当該範囲内のサイリスタは、負の偏差特性を有し、対応するメモリ内で累計を行い、逆の場合は、累計する必要はない。

ここで、Ｔ_SET1は、均一性分析の所定時間長を示す。
Ｔ_SET2は、不均一偏差の所定時間長を示す。
Ｓ_SET1は、不均一サイリスタレベル数の所定値を示す。

上記の方法（４）に記載の偏差スクリーニングは、偏差分析法を採用することを示し、方法（２）を採用してよい。当該方法は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報が正規分布の規則を満たしている場合、正規分布の区間を確定するための期待値及び標準偏差のパラメータをそれぞれ設定し、各時間情報と正規分布の区間とを比較することを示す。

変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報が正規分布の区間範囲内に含まれる場合は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号が均一性要件を満たしていると判断することができる。
逆の場合は、均一性要件を満たしていないと判断し、そして正規分布の区間に対して正の偏差及び負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号をスクリーニングし、対応するサイリスタレベルのメモリにおいて累計する。

上記の方法（２）で説明したように、仮に、１つの変換弁に含まれるサイリスタの数をＮ（Ｎ≧１）とし、ＮレベルのサイリスタをＡ₁、Ａ₂、……Ａ_Nでそれぞれ表す。サイリスタレベルの電圧設定要件及び対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の電圧閾値に基づいて、バルブ制御ユニットの各周期のサンプリング時間の期待値がＴμであり、標準偏差がＫであると確定する。サイリスタＡ_X（１≦Ｘ≦Ｎ）に対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間は、Ｔ_X（１≦Ｘ≦Ｎ）である。

｜Ｔ_x−Ｔμ｜≦Ｋである場合、今回のサンプリング測定が均一性要件を満たしているとみなし、記録する必要はない。
｜Ｔ_x−Ｔμ｜＞Ｋである場合、今回のサンプリング測定が均一性要件を満たしていないとみなす。
Ｔ_x＜Ｔμ−Ｋである場合、当該サイリスタは、正の偏差特性を有し、対応するメモリ内で累計を行う。
Ｔ_x＞Ｔμ＋Ｋである場合、当該サイリスタは、負の偏差特性を有し、対応するメモリ内で累計を行う。

上記の方法（４）に記載の偏差スクリーニングは、偏差分析法を採用することを示し、方法（３）を採用してよい。当該方法は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報の平均値を算出し、且つ時間範囲パラメータを予め設定することにより、平均値を中心とし、時間範囲パラメータを正負の境界条件とした平均分布の区間範囲を確定し、各時間情報と当該区間範囲とを比較することを示す。

変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報が平均分布の区間範囲内に含まれる場合、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号が均一性要件を満たしていると判断する。
逆の場合は、均一性要件を満たしていないと判断し、そして平均分布の区間に対して正の偏差及び負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号をスクリーニングし、対応するサイリスタレベルのメモリにおいて累計する。

上記方法（３）で説明したように、１つの変換弁に含まれるサイリスタの数をＮ（Ｎ≧１）とし、ＮレベルのサイリスタをＡ₁、Ａ₂、……Ａ_Nでそれぞれ表す。Ｎレベルのサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報Ｔ_X（１≦Ｘ≦Ｎ）をＭ回連続してサンプリングして記録することにより、Ｎレベルのサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報の各サンプリングの平均時間Ｔ_Y（１≦Ｙ≦Ｍ）をそれぞれ算出する。

Ｍ回の平均時間の時間情報平均値Ｔ_SETを算出する。

サイリスタレベルの電圧設定要件及び対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の電圧閾値に基づいて、時間範囲パラメータＫを確定する。

サイリスタＡ_Z（１≦Ｚ≦Ｎ）に対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間は、Ｔ_Z（１≦Ｚ≦Ｎ）である。

｜Ｔ_Z−Ｔ _SET｜≦Ｋである場合、今回のサンプリング測定が均一性要件を満たしているとみなし、記録する必要はない。
｜Ｔ_Z−Ｔ _SET｜＞Ｋである場合、今回のサンプリング測定が均一性要件を満たしていないとみなす。
Ｔ_Z＜Ｔ _SET−Ｋである場合、当該サイリスタは、正の偏差特性を有し、対応するメモリ内で累計を行う。
Ｔ_Z＞Ｔ _SET＋Ｋである場合、当該サイリスタは、負の偏差特性を有し、対応するメモリ内で累計を行う。

偏差分析法の方法（１）に記載の所定時間長、偏差分析法の方法（２）に記載の正規分布の区間、及び、偏差分析法の方法（３）に記載の平均分布の区間のそれぞれは、サイリスタレベルの均圧パラメータの要件に従って設定されなければならず、電圧均一性要件が条件を満たしていない場合におけるサイリスタレベルが耐えられる過電圧極値を十分に考慮しなければならない。

図４は、偏差データのスクリーニングの原理図である。ここで、Ｔは、所定時間を示し、ＩＰ：ａ、ＩＰ：ｂ、ＩＰ：ｃ、ＩＰ：ｎのそれぞれは、異なるサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号を示す。

上記の方法（４）に記載のデータの追加タイムスタンプは、時間の経過に従ってサイリスタレベルの性能偏差が発生する分布規則を分析するために、偏差が比較的大きいデータが発生する時点を記録することを示す。

データ分析結果に基づいて、偏差累計数量が所定閾値を超えたサイリスタレベルをスクリーニングし、且つ当該サイリスタレベルの所在する変換弁内での具体的な位置を確定し、データ分析結果に基づいてこのサイリスタレベルに問題が生じる可能性について検討判断する。

（５）バルブ制御ユニットに、偏差データの読取りを提供し、偏差データをオンライン監視し又はデータを読み取った後オフライン解析を行うためのインターフェースを設ける。当該データインターフェースは、物理的接続方式として、標準データバスインターフェースを採用し、また、通信プロトコル標準規格を満たしたいずれの通信規格又は組合せに基づいてデータ送信を行う。具体的には、物理的接続方式では、イーサネット標準データバスインターフェースを採用してよく、データ伝送の方式において、ＦＴＰ、ＩＥＤ６１８５０、ＩＥＤ６０８７０−５−１０３又はＰＲＯＦＩＢＵＳがある。

上記の方法（５）に記載のデータインターフェースは、オンライン上のリアルタイム読取り、閲覧又はデータを閲覧する必要のある機器にコピーしてオフラインでの閲覧を提供することができる。

（６）メモリにおける所定時間範囲内の累計数値をデータ分析結果として読み取り、データのすべては、１つの完全な単一弁における各サイリスタレベルの性能の差異を比較分析するために用いられ得る。

（７）所定時間長に基づいて、各サイリスタレベルに対応する、正の偏差と負の偏差との累計数値、及び、偏差が発生する時間情報等の重要データを、データ長期保存機能を有する記憶装置に保存することができる。

上記の方法（７）に記載の所定時間長に記憶されたデータは、ある１つの単一弁におけるすべてのサイリスタレベルに対応する偏差データ情報を含み、当該偏差データ情報は、所定時間長に対して正の偏差及び負の偏差の２つの特性を有するデータセット、偏差が発生する時間情報を含む。サイリスタレベルの偏差データは、所定時間範囲内のあるレベルのサイリスタの状態フィードバック信号に時間偏差が現れる累計数量であり、すべてのデータは、１つの完全な単一弁における各サイリスタレベルの性能の差異を比較分析するために用いられ得る。時間偏差は、変換弁の電圧均一性偏差を特徴付けることができる。

従って、本発明に係る変換弁故障の事前警報方法及びシステムは、変換弁の１つの単一弁におけるすべてのサイリスタ制御ユニットが状態指示信号をフィードバックした時間について分析比較し、そして、所定区間範囲との偏差が大きいものをスクリーニングし、それぞれ正、負の偏差の方式に従って分類分析を行う。データ分析結果に基づいて、偏差累計数量がしきい値を超えたサイリスタレベルを探し出し、当該サイリスタレベルの変換弁内での具体的な位置を確定し、これにより、当該種類のサイリスタレベルに問題が生じる可能性について検討判断することができ、機器の交換や設計の最適化の参考とすることができる。

上記の実施形態は、本発明の技術的思想を説明するためのみであり、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明に開示された技術的思想に従って、技術的解決手段に基づいたすべての改変は、本発明の保護範囲内に属する。

Claims (10)

1. 所定時間範囲内で変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報を記録し、偏差分析法を用いて各時間情報に対して分析且つ比較を行い、所定値を超える偏差に対応するサイリスタレベルに対してマーキングし、マーキング結果に基づいて当該サイリスタが故障する可能性を判断することを特徴とする変換弁故障の事前警報方法。
2. 前記偏差分析法の内容として、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報の中から、最先到着時間及び最終到着時間をそれぞれ探し出し、そして最先到着と最終到着との時間差を計算し、次に当該時間差と所定時間長とを比較し、前記時間差が所定時間長より小さい場合は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号が均一性要件を満たしていると判断し、逆の場合は、均一性要件を満たしていないと判断し、そして所定時間長に対して正の偏差及び負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号をスクリーニングし、対応するサイリスタレベルのメモリにおいて累計することであることを特徴とする請求項１に記載の変換弁故障の事前警報方法。
3. 前記偏差分析法の内容として、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報は、正規分布の規則を満たし、正規分布の区間を確定するための期待値及び標準偏差のパラメータをそれぞれ設定し、各時間情報と正規分布の区間とを比較し、前記変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報が正規分布の区間範囲内に含まれる場合は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号が均一性要件を満たしていると判断し、逆の場合は、均一性要件を満たしていないと判断し、そして正規分布の区間に対して正の偏差及び負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号をスクリーニングし、対応するサイリスタレベルのメモリにおいて累計することであることを特徴とする請求項１に記載の変換弁故障の事前警報方法。
4. 前記偏差分析法の内容として、平均値を中心とし、時間範囲パラメータを正負の境界条件とした平均分布の区間範囲を確定するために、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報の平均値を計算し、且つ時間範囲パラメータを予め設定し、各時間情報と当該区間範囲とを比較し、前記変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報が平均分布の区間範囲内に含まれる場合は、変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号が均一性要件を満たしていると判断し、逆の場合は、均一性要件を満たしていないと判断し、そして平均分布の区間に対して正の偏差及び負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号をスクリーニングし、対応するサイリスタレベルのメモリにおいて累計することであることを特徴とする請求項１に記載の変換弁故障の事前警報方法。
5. 時間の経過に従ってサイリスタレベルの性能偏差が発生する分布規則を分析するために、正の偏差又は負の偏差という２つの特性を有する状態指示信号が発生する時点を記録することをさらに含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の変換弁故障の事前警報方法。
6. 所定時間範囲内の累計数値をデータ分析結果として読み取り、データのすべては、変換弁の各サイリスタレベルの性能の差異を比較分析するために用いられ、データ分析結果に基づいて、偏差累計数量が所定閾値を超えたサイリスタレベルをスクリーニングし、且つ当該サイリスタレベルの所在する変換弁内での具体的な位置を確定し、データ分析結果に基づいてこのサイリスタレベルに問題が生じる可能性について検討判断することをさらに含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の変換弁故障の事前警報方法。
7. 所定時間長に基づいて、各サイリスタレベルに対応する、正の偏差と負の偏差との累計数値、及び、偏差が発生する時間情報等の重要データを、データ長期保存機能を有する記憶装置に保存することをさらに含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の変換弁故障の事前警報方法。
8. 前記サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号は、バルブ制御ユニットによって収集された、変換弁の各サイリスタレベルに対応するサイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号であり、当該状態指示信号は、サイリスタレベルには、順方向電圧が既に確立され、且つトリガ条件を具備することを示す状態指示信号であり、サイリスタ制御ユニットに電圧閾値を予め設定し、当該閾値は、サイリスタ制御ユニットがサイリスタを確実に導通するようにトリガできる最小エネルギー要件を満たしており、サイリスタ制御ユニットは、サイリスタの両端の電圧が電圧閾値を超えていることを検出した場合に、状態指示信号を生成し且つバルブ制御ユニットまで送信することを特徴とする請求項１に記載の変換弁故障の事前警報方法。
9. バルブ制御ユニット内に構成され、変換弁の各サイリスタレベルの偏差データを格納するためのレジスタ配列と、バルブ制御ユニット内に配置され、サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号を偏差分析法で処理するための高速プロセッサとを備えており、
   前記レジスタ配列及び前記高速プロセッサを用いて、所定時間範囲内で変換弁の各サイリスタ制御ユニットによってフィードバックされた状態指示信号の時間情報を記録し、偏差分析法を用いて各時間情報に対して分析且つ比較を行い、所定値を超える偏差に対応するサイリスタレベルに対してマーキングし、マーキング結果に基づいて当該サイリスタが故障する可能性を判断することを特徴とする変換弁故障の事前警報システム。
10. バルブ制御ユニット内に配置され、偏差データのオンライン監視又はデータの読取りを提供するためのインターフェースをさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載の変換弁故障の事前警報システム。

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