CN113644834A - 一种模块化多电平换流器损耗评估方法及*** - Google Patents

一种模块化多电平换流器损耗评估方法及*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种模块化多电平换流器损耗评估方法及***,其中方法包括:获取换流器在不同时刻的n组历史运行数据,历史运行数据包括:换流器的交流侧有功功率、交流侧无功功率、同一时刻的直流侧有功功率、同一时刻开关器件的开关频率,n为正整数;根据历史运行数据计算换流器损耗并进行归一化处理后,通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据;将电流变量替换为功率变量,并加入功率频率拟合项构建损耗特性描述方程;通过第一运行数据对损耗特性描述方程进行拟合,并对拟合后的函数进行求解,得到换流器的损耗。从而解决了现有技术对换流器损耗评估的准确性较差且难以确定损耗因子的技术问题。

Description

一种模块化多电平换流器损耗评估方法及***
技术领域
本申请涉及柔性直流输电技术领域,尤其涉及一种模块化多电平换流器损耗评估方法及***。
背景技术
目前,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)已广泛应用于柔性直流输电、柔性直流配电、交流电网柔性互联、低压直流远供等领域,是构建新型电力***网架的核心电能变换装置。由于MMC子模块数众多、运行工况复杂、电路拓扑类型多样、功率开关器件可选类型丰富,难以对其进行精确地损耗评估。缺乏有效的换流器损耗特性的定量评估方法,导致在换流器广泛应用的直流输配电场合,难以通过合理分布潮流的方法降低换流器损耗,影响了***运行的经济性。
目前,现有的换流器损耗评估方法如专利号为CN109193667A的技术方案,其换流器的损耗由非线性损耗、线性损耗和必要损耗组成。该技术方案存在以下几个主要问题;一、未考虑开关器件的不同开关频率对换流器损耗特性的影响,以常数表示换流器固定损耗无法体现不同开关频率下功率开关器件的损耗特性,降低了损耗评估的准确性;二、损耗因子的确定较为困难,需要从拓扑及工作原理出发,综合考虑各种损耗组成,较难精准确定各个损耗因子。
发明内容
本申请提供了一种模块化多电平换流器损耗评估方法及***,用于解决现有技术对换流器损耗评估的准确性较差且难以确定损耗因子的技术问题。
有鉴于此,本申请第一方面提供了一种模块化多电平换流器损耗评估方法,所述方法包括:
获取换流器在不同时刻的n组历史运行数据,所述历史运行数据包括:换流器的交流侧有功功率、交流侧无功功率、同一时刻的直流侧有功功率、同一时刻开关器件的开关频率,n为正整数;
根据所述历史运行数据计算换流器损耗并进行归一化处理后,通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据;
将电流变量替换为功率变量,并加入功率频率拟合项构建损耗特性描述方程;
通过所述第一运行数据对所述损耗特性描述方程进行拟合,并对拟合后的函数进行求解,得到换流器的损耗。
可选地,所述根据所述历史运行数据计算换流器损耗并进行归一化处理后,通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据,具体包括:
分别将每组所述历史运行数据中的所述交流侧有功功率、所述直流侧有功功率代入到换流器损耗计算公式中计算,得到n组不同时刻的换流器损耗;
基于归一化公式,对n组所述换流器损耗分别进行归一化处理后,计算n组所述换流器损耗的标准差;
根据所述标准差计算得到统计量,基于所述统计量进行奈尔检测,得到所述第一运行数据。
可选地,所述损耗特性描述方程为:
Figure 451948DEST_PATH_IMAGE002
式中,
Figure 633531DEST_PATH_IMAGE003
为换流器损耗,
Figure 698570DEST_PATH_IMAGE004
为换流器固定损耗,
Figure 536076DEST_PATH_IMAGE005
为开关频率损耗系数,
Figure 977553DEST_PATH_IMAGE006
为功率一次损耗系数,
Figure 279221DEST_PATH_IMAGE007
为功率二次损耗系数,
Figure 577479DEST_PATH_IMAGE008
为所述开关频率,
Figure 902281DEST_PATH_IMAGE009
为所述交流侧有功功率,
Figure 272082DEST_PATH_IMAGE010
为所述交流侧无功功率。
可选地,所述通过所述第一运行数据对所述损耗特性描述方程进行拟合,并对拟合后的函数进行求解,得到换流器的损耗,具体包括:
通过所述第一运行数据拟合所述损耗特性描述方程中的参数,并利用最小二乘法确定损耗特性的参数,构建得到拟合函数;
通过求解多元函数极值的方法分别对所述拟合函数中的变量求偏导,并令所述拟合函数等于零得到偏导函数,计算所述偏导函数,得到换流器的损耗。
可选地,所述拟合函数为:
Figure 120869DEST_PATH_IMAGE011
式中,
Figure 855606DEST_PATH_IMAGE004
为换流器固定损耗,
Figure 402125DEST_PATH_IMAGE005
为开关频率损耗系数,
Figure 513301DEST_PATH_IMAGE006
为功率一次损耗系数,
Figure 523982DEST_PATH_IMAGE007
为功率二次损耗系数,
Figure 429621DEST_PATH_IMAGE012
Figure 463436DEST_PATH_IMAGE013
分别为所述损耗特性描述方程的一次功率变量和二次功率变量,
Figure 175040DEST_PATH_IMAGE014
为第i组的所述开关频率,
Figure 977911DEST_PATH_IMAGE015
为开关频率
Figure 54452DEST_PATH_IMAGE008
下由第
Figure 572633DEST_PATH_IMAGE016
组运行数据计算得到的换流器损耗。
可选地,所述换流器损耗计算公式为:
Figure 822349DEST_PATH_IMAGE017
式中,
Figure 745306DEST_PATH_IMAGE015
为开关频率
Figure 992747DEST_PATH_IMAGE008
下由第
Figure 1155DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据计算得到的换流器损耗,
Figure 54561DEST_PATH_IMAGE018
Figure 832025DEST_PATH_IMAGE019
分别为第
Figure 250368DEST_PATH_IMAGE016
组运行数据中换流器交流侧、直流侧的有功功率有效值。
可选地,所述归一化公式为:
Figure 480492DEST_PATH_IMAGE020
式中,
Figure 337589DEST_PATH_IMAGE021
为第
Figure 969559DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据代表的换流器损耗归一化值,
Figure 555874DEST_PATH_IMAGE015
为开关频率
Figure 538873DEST_PATH_IMAGE008
下由第
Figure 871765DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据计算得到的换流器损耗,
Figure 420558DEST_PATH_IMAGE018
为第
Figure 446283DEST_PATH_IMAGE016
组运行数据中换流器交流侧的有功功率有效值。
本申请第二方面提供一种模块化多电平换流器损耗评估***,所述***包括:
获取单元,用于获取换流器在不同时刻的n组历史运行数据,所述历史运行数据包括:换流器的交流侧有功功率、交流侧无功功率、同一时刻的直流侧有功功率、同一时刻开关器件的开关频率,n为正整数;
清洗单元,用于根据所述历史运行数据计算换流器损耗并进行归一化处理后,通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据;
构建单元,用于将电流变量替换为功率变量,并加入功率频率拟合项构建损耗特性描述方程;
拟合单元,用于通过所述第一运行数据对所述损耗特性描述方程进行拟合,并对拟合后的函数进行求解,得到换流器的损耗。
可选地,所述清洗单元,具体用于:
分别将每组所述历史运行数据中的所述交流侧有功功率、所述直流侧有功功率代入到换流器损耗计算公式中计算,得到n组不同时刻的换流器损耗;
基于归一化公式,对n组所述换流器损耗分别进行归一化处理后,计算n组所述换流器损耗的标准差;
根据所述标准差计算得到统计量,基于所述统计量进行奈尔检测,得到所述第一运行数据。
可选地,所述拟合单元,具体用于:
通过所述第一运行数据拟合所述损耗特性描述方程中的参数,并利用最小二乘法确定损耗特性的参数,构建得到拟合函数;
通过求解多元函数极值的方法分别对所述拟合函数中的变量求偏导,并令所述拟合函数等于零得到偏导函数,计算所述偏导函数,得到换流器的损耗。
从以上技术方案可以看出,本申请具有以下优点:
本申请提供了一种模块化多电平换流器损耗评估方法,通过在损耗特性方程中加入与开关频率相关的拟合项,解决了现有换流器损耗评估方法未考虑功率器件开关频率对换流器损耗特性影响的问题。同时利用换流器历史运行数据对损耗特性方程的参数进行拟合,替代了现有技术中根据拓扑及工作原理计算损耗特性方程参数或是现场试验测量损耗特性参数的方法,大大降低了损耗因子确定的难度,并且在设备长期运行导致本体参数变化后,仍可利用该方法对换流器损耗特性进行动态评估。进一步地,本申请提出的损耗特性拟合方程经过线性化处理之后,降低了拟合曲线的非线性复杂度,利用较少的运行数据即可拟合换流器整体损耗特性,无需新增测量装置,也无需进行多种电气量及非电气量的出厂测试,简化了损耗评估过程,适用于不同子模块及不同拓扑结构的换流器整体损耗评估。从而解决了现有技术对换流器损耗评估的准确性较差且难以确定损耗因子的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的一种模块化多电平换流器损耗评估方法实施例一的流程示意图;
图2为本申请实施例中提供的一种模块化多电平换流器损耗评估方法实施例二的流程示意图;
图3为本申请实施例中提供的一种模块化多电平换流器损耗评估***实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
请参阅图1,本申请实施例一提供的一种模块化多电平换流器损耗评估方法,包括:
步骤101、获取换流器在不同时刻的n组历史运行数据,历史运行数据包括:换流器的交流侧有功功率、交流侧无功功率、同一时刻的直流侧有功功率、同一时刻开关器件的开关频率,n为正整数。
需要说明的是,本实施例通过调度自动化***采集断面上的换流器在不同时刻的多组交流端口、直流端口的历史运行数据,可以理解的是,同一组的历史运行数据是同一时刻采集的。具体的,本实施例的历史运行数据包括:换流器的交流侧有功功率、交流侧无功功率、同一时刻的直流侧有功功率,以及同一时刻开关器件的开关频率。本实施例通过采集不同的开关工作频率以及不同时间断面上的换流器历史运行数据,以保证所获得的数据具有不同负载率下的普遍代表性,从而提升损耗评估的准确性。
步骤102、根据历史运行数据计算换流器损耗并进行归一化处理后,通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据。
需要说明的是,本实施例根据历史运行数据计算换流器损耗,具体为:
对于某一给定开关频率
Figure 651000DEST_PATH_IMAGE008
下所获取的
Figure 787583DEST_PATH_IMAGE022
组不同时刻断面上的换流器运行数据,计算每组运行数据代表的换流器损耗
Figure 190882DEST_PATH_IMAGE003
Figure 387509DEST_PATH_IMAGE017
式中,
Figure 79521DEST_PATH_IMAGE015
表示开关频率
Figure 751286DEST_PATH_IMAGE008
下由第
Figure 274671DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据计算得到的换流器损耗,
Figure 642199DEST_PATH_IMAGE018
Figure 555928DEST_PATH_IMAGE019
分别代表第
Figure 96631DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据中换流器交流侧、直流侧的有功功率有效值。
本实施例归一化处理,具体为:
对于每组历史运行数据的换流器损耗进行归一化处理得到
Figure 677785DEST_PATH_IMAGE021
Figure 950635DEST_PATH_IMAGE020
式中,
Figure 679556DEST_PATH_IMAGE021
为第
Figure 696054DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据代表的换流器损耗归一化值,
Figure 131714DEST_PATH_IMAGE015
为开关频率
Figure 575465DEST_PATH_IMAGE008
下由第
Figure 726436DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据计算得到的换流器损耗,
Figure 608942DEST_PATH_IMAGE018
为第
Figure 899109DEST_PATH_IMAGE016
组运行数据中换流器交流侧的有功功率有效值。
本实施例通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据,具体为:
(1)计算
Figure 779340DEST_PATH_IMAGE022
组损耗数据的标准差
Figure 154958DEST_PATH_IMAGE023
Figure 575575DEST_PATH_IMAGE024
Figure 985827DEST_PATH_IMAGE025
其中,
Figure 771381DEST_PATH_IMAGE026
为损耗样本数据的平均值。
(2)指定损耗样本中的最大值
Figure 696611DEST_PATH_IMAGE027
为假设离群值
Figure 858603DEST_PATH_IMAGE028
,并计算统计量
Figure 123362DEST_PATH_IMAGE029
Figure 342466DEST_PATH_IMAGE030
根据检出水平
Figure 754993DEST_PATH_IMAGE031
和样本容量
Figure 455096DEST_PATH_IMAGE022
查奈尔检验的临界值表值
Figure 574361DEST_PATH_IMAGE032
,若
Figure 967296DEST_PATH_IMAGE033
,则判定为异常值,将该异常值剔除后对剩余数据继续进行奈尔检测;否则,未发现异常值。
步骤103、将电流变量替换为功率变量,并加入功率频率拟合项构建损耗特性描述方程。
需要说明的是,为充分考虑影响换流器损耗的各种因素,提升损耗评估的准确性,本实施例在现有损耗评估方法的基础上加入功率器件开关频率拟合项。另外,为了直接采用历史运行数据,本实施例将电流变量替换为功率变量。从而构建得到的损耗特性描述方程为:
Figure 867119DEST_PATH_IMAGE034
式中,
Figure 370913DEST_PATH_IMAGE003
为换流器损耗,
Figure 344685DEST_PATH_IMAGE004
为换流器固定损耗,
Figure 970839DEST_PATH_IMAGE005
为开关频率损耗系数,
Figure 295641DEST_PATH_IMAGE006
为功率一次损耗系数,
Figure 337546DEST_PATH_IMAGE007
为功率二次损耗系数,
Figure 493721DEST_PATH_IMAGE008
为所述开关频率,
Figure 225529DEST_PATH_IMAGE009
为所述交流侧有功功率,
Figure 772048DEST_PATH_IMAGE010
为所述交流侧无功功率。
进一步地,为了降低损耗特性方程的非线性,方便后续使用线性拟合的方法确定参数,用
Figure 883224DEST_PATH_IMAGE012
Figure 831588DEST_PATH_IMAGE013
分别代表上式中的一次功率变量和二次功率变量,上式改写为:
Figure 799544DEST_PATH_IMAGE035
步骤104、通过第一运行数据对损耗特性描述方程进行拟合,并对拟合后的函数进行求解,得到换流器的损耗。
需要说明的是,本实施例利用清洗后的第一运行数据拟合损耗特性方程中的参数,并利用最小二乘法确定损耗特性的参数,从而得到拟合后函数为:
Figure 833359DEST_PATH_IMAGE011
式中,
Figure 217067DEST_PATH_IMAGE004
为换流器固定损耗,
Figure 285517DEST_PATH_IMAGE005
为开关频率损耗系数,
Figure 424374DEST_PATH_IMAGE006
为功率一次损耗系数,
Figure 945486DEST_PATH_IMAGE007
为功率二次损耗系数,
Figure 129955DEST_PATH_IMAGE012
Figure 115228DEST_PATH_IMAGE013
分别为所述损耗特性描述方程的一次功率变量和二次功率变量,
Figure 362670DEST_PATH_IMAGE014
为第为第i组的所述开关频率,
Figure 371077DEST_PATH_IMAGE015
为开关频率
Figure 362167DEST_PATH_IMAGE008
下由第
Figure 201947DEST_PATH_IMAGE016
组运行数据计算得到的换流器损耗。
进一步地,利用求解多元函数极值的方法,分别对上式中的变量求偏导,并令其等于零得到:
Figure 620290DEST_PATH_IMAGE036
对上述方程求解即可得到损耗特性方程中各参数的值,从而得到换流器的损耗。
以上为本申请实施例提供的一种模块化多电平换流器损耗评估方法实施例一,以下为本申请实施例提供的一种模块化多电平换流器损耗评估方法实施例二。
请参阅图2,本申请实施例二提供的一种块化多电平换流器损耗评估方法,包括:
步骤201、获取换流器在不同时刻的n组历史运行数据,历史运行数据包括:换流器的交流侧有功功率、交流侧无功功率、同一时刻的直流侧有功功率、同一时刻开关器件的开关频率,n为正整数。
步骤202、分别将每组历史运行数据中的交流侧有功功率、直流侧有功功率代入到换流器损耗计算公式中计算,得到n组不同时刻的换流器损耗。
步骤203、基于归一化公式,对n组换流器损耗分别进行归一化处理后,计算n组换流器损耗的标准差。
步骤204、根据标准差计算得到统计量,基于统计量进行奈尔检测,得到第一运行数据。
步骤205、将电流变量替换为功率变量,并加入功率频率拟合项构建损耗特性描述方程。
步骤206、通过第一运行数据拟合损耗特性描述方程中的参数,并利用最小二乘法确定损耗特性的参数,构建得到拟合函数。
步骤207、通过求解多元函数极值的方法分别对拟合函数中的变量求偏导,并令拟合函数等于零得到偏导函数,计算偏导函数,得到换流器的损耗。
本实施例步骤201-207与实施例一步骤101-104描述类似,请参见实施例一步骤101-104描述,在此不再赘述。
本实施例提供了一种模块化多电平换流器损耗评估方法,通过在损耗特性方程中加入与开关频率相关的拟合项,解决了现有换流器损耗评估方法未考虑功率器件开关频率对换流器损耗特性影响的问题。同时利用换流器历史运行数据对损耗特性方程的参数进行拟合,替代了现有技术中根据拓扑及工作原理计算损耗特性方程参数或是现场试验测量损耗特性参数的方法,大大降低了损耗因子确定的难度,并且在设备长期运行导致本体参数变化后,仍可利用该方法对换流器损耗特性进行动态评估。进一步地,本申请提出的损耗特性拟合方程经过线性化处理之后,降低了拟合曲线的非线性复杂度,利用较少的运行数据即可拟合换流器整体损耗特性,无需新增测量装置,也无需进行多种电气量及非电气量的出厂测试,简化了损耗评估过程,适用于不同子模块及不同拓扑结构的换流器整体损耗评估。从而解决了现有技术对换流器损耗评估的准确性较差且难以确定损耗因子的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种模块化多电平换流器损耗评估方法实施例二,以下为本申请实施例提供的一种模块化多电平换流器损耗评估***实施例。
请参阅图3,本申请实施例提供的一种块化多电平换流器损耗评估***,包括:
获取单元301,用于获取换流器在不同时刻的n组历史运行数据,历史运行数据包括:换流器的交流侧有功功率、交流侧无功功率、同一时刻的直流侧有功功率、同一时刻开关器件的开关频率,n为正整数。
清洗单元302,用于根据历史运行数据计算换流器损耗并进行归一化处理后,通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据。
构建单元303,用于将电流变量替换为功率变量,并加入功率频率拟合项构建损耗特性描述方程。
拟合单元304,用于通过第一运行数据对损耗特性描述方程进行拟合,并对拟合后的函数进行求解,得到换流器的损耗。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的***,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的***,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:Read-OnlyMemory,英文缩写:ROM)、随机存取存储器(英文全称:Random Access Memory,英文缩写:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种模块化多电平换流器损耗评估方法,其特征在于,包括:
获取换流器在不同时刻的n组历史运行数据,所述历史运行数据包括:换流器的交流侧有功功率、交流侧无功功率、同一时刻的直流侧有功功率、同一时刻开关器件的开关频率,n为正整数;
根据所述历史运行数据计算换流器损耗并进行归一化处理后,通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据;
将电流变量替换为功率变量,并加入功率频率拟合项构建损耗特性描述方程;
通过所述第一运行数据对所述损耗特性描述方程进行拟合,并对拟合后的函数进行求解,得到换流器的损耗。
2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器损耗评估方法,其特征在于,所述根据所述历史运行数据计算换流器损耗并进行归一化处理后,通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据,具体包括:
分别将每组所述历史运行数据中的所述交流侧有功功率、所述直流侧有功功率代入到换流器损耗计算公式中计算,得到n组不同时刻的换流器损耗;
基于归一化公式,对n组所述换流器损耗分别进行归一化处理后,计算n组所述换流器损耗的标准差;
根据所述标准差计算得到统计量,基于所述统计量进行奈尔检测,得到所述第一运行数据。
3.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器损耗评估方法,其特征在于,所述损耗特性描述方程为:
Figure 392040DEST_PATH_IMAGE002
式中,
Figure 246864DEST_PATH_IMAGE003
为换流器损耗,
Figure 26601DEST_PATH_IMAGE004
为换流器固定损耗,
Figure 359493DEST_PATH_IMAGE005
为开关频率损耗系数,
Figure 111549DEST_PATH_IMAGE006
为功率一次损耗系数,
Figure 871694DEST_PATH_IMAGE007
为功率二次损耗系数,
Figure 76411DEST_PATH_IMAGE008
为所述开关频率,
Figure 275311DEST_PATH_IMAGE009
为所述交流侧有功功率,
Figure 878943DEST_PATH_IMAGE010
为所述交流侧无功功率。
4.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器损耗评估方法,其特征在于,所述通过所述第一运行数据对所述损耗特性描述方程进行拟合,并对拟合后的函数进行求解,得到换流器的损耗,具体包括:
通过所述第一运行数据拟合所述损耗特性描述方程中的参数,并利用最小二乘法确定损耗特性的参数,构建得到拟合函数;
通过求解多元函数极值的方法分别对所述拟合函数中的变量求偏导,并令所述拟合函数等于零得到偏导函数,计算所述偏导函数,得到换流器的损耗。
5.根据权利要求4所述的模块化多电平换流器损耗评估方法,其特征在于,所述拟合函数为:
Figure 872307DEST_PATH_IMAGE011
式中,
Figure 564319DEST_PATH_IMAGE004
为换流器固定损耗,
Figure 239014DEST_PATH_IMAGE005
为开关频率损耗系数,
Figure 762400DEST_PATH_IMAGE006
为功率一次损耗系数,
Figure 129927DEST_PATH_IMAGE007
为功率二次损耗系数,
Figure 371553DEST_PATH_IMAGE012
Figure 584359DEST_PATH_IMAGE013
分别为所述损耗特性描述方程的一次功率变量和二次功率变量,
Figure 165513DEST_PATH_IMAGE014
为第i组的所述开关频率,
Figure 500680DEST_PATH_IMAGE015
为开关频率
Figure 167284DEST_PATH_IMAGE008
下由第
Figure 183782DEST_PATH_IMAGE016
组运行数据计算得到的换流器损耗。
6.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器损耗评估方法,其特征在于,所述换流器损耗计算公式为:
Figure 616513DEST_PATH_IMAGE017
式中,
Figure 388160DEST_PATH_IMAGE015
为开关频率
Figure 214164DEST_PATH_IMAGE008
下由第
Figure 34353DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据计算得到的换流器损耗,
Figure 324520DEST_PATH_IMAGE018
Figure 204751DEST_PATH_IMAGE019
分别为第
Figure 642686DEST_PATH_IMAGE016
组运行数据中换流器交流侧、直流侧的有功功率有效值。
7.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器损耗评估方法,其特征在于,所述归一化公式为:
Figure 986DEST_PATH_IMAGE020
式中,
Figure 411239DEST_PATH_IMAGE021
为第
Figure 459442DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据代表的换流器损耗归一化值,
Figure 384672DEST_PATH_IMAGE015
为开关频率
Figure 546663DEST_PATH_IMAGE008
下由第
Figure 545843DEST_PATH_IMAGE016
组历史运行数据计算得到的换流器损耗,
Figure 767877DEST_PATH_IMAGE018
为第
Figure 180404DEST_PATH_IMAGE016
组运行数据中换流器交流侧的有功功率有效值。
8.一种模块化多电平换流器损耗评估***,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取换流器在不同时刻的n组历史运行数据,所述历史运行数据包括:换流器的交流侧有功功率、交流侧无功功率、同一时刻的直流侧有功功率、同一时刻开关器件的开关频率,n为正整数;
清洗单元,用于根据所述历史运行数据计算换流器损耗并进行归一化处理后,通过奈尔检测法进行数据清洗,得到清洗后的第一运行数据;
构建单元,用于将电流变量替换为功率变量,并加入功率频率拟合项构建损耗特性描述方程;
拟合单元,用于通过所述第一运行数据对所述损耗特性描述方程进行拟合,并对拟合后的函数进行求解,得到换流器的损耗。
9.根据权利要求8所述的模块化多电平换流器损耗评估***,其特征在于,所述清洗单元,具体用于:
分别将每组所述历史运行数据中的所述交流侧有功功率、所述直流侧有功功率代入到换流器损耗计算公式中计算,得到n组不同时刻的换流器损耗;
基于归一化公式,对n组所述换流器损耗分别进行归一化处理后,计算n组所述换流器损耗的标准差;
根据所述标准差计算得到统计量,基于所述统计量进行奈尔检测,得到所述第一运行数据。
10.根据权利要求8所述的模块化多电平换流器损耗评估***,其特征在于,所述拟合单元,具体用于:
通过所述第一运行数据拟合所述损耗特性描述方程中的参数,并利用最小二乘法确定损耗特性的参数,构建得到拟合函数;
通过求解多元函数极值的方法分别对所述拟合函数中的变量求偏导,并令所述拟合函数等于零得到偏导函数,计算所述偏导函数,得到换流器的损耗。
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