光伏并网三电平逆变器早期故障特征提取与诊断方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61803140
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Incipient fault feature extraction and diagnosis for three-level grid-connected photovoltaic inverter is an efficient means to ensure the reliability and stability of grid-connected photovoltaic system. Incipient fault feature extraction and diagnosis for three-level grid-connected photovoltaic inverter contains three difficulties: it is hard to attain monitoring signals directly due to the monitoring signals are weak and susceptible to interference; it hard to achieve efficient fault feature due to the monitoring signals have time frequency coupling; it is hard to achieve high fault diagnosis efficiency due to a large number of unlabeled samples. These three difficulties correspond to three key scientific problems: how to obtain weak monitoring signal under unknown disturbance and strong noise interference; how to achieve efficient fault feature under time frequency coupling; how to achieve high incipient fault diagnosis efficiency with a large number of unlabeled samples. To solve these issues, this work focuses on weak monitoring signal acquisition method for three-level inverter based on blind sparse source separation, optimizing feature representation for fault signals of three-level inverter in the linear canonical transform domain, pattern mining of incipient fault for three-level inverter based on semi-supervised learning. Finally, the experiments of three-level grid-connected photovoltaic inverter are utilized to verify the correctness and feasibility of the theory and method. This study plays an important promoting role on the developing of incipient fault feature extraction and diagnosis theory for three-level grid-connected photovoltaic inverter.
光伏并网三电平逆变器的早期故障特征提取与诊断是保障光伏并网系统安全平稳运行的重要手段。项目围绕光伏并网三电平逆变器的早期故障特征提取与诊断的难点问题(在监测信号获取层面上,监测信号微弱且易受干扰、难以直接获取;在故障特征精细刻画层面上,监测信号时频耦合、故障特征可分性差;在早期故障的诊断层面上,未标记样本难以故障分类与识别),针对其对应的科学问题(未知扰动和强噪声干扰下的微弱监测信号获取问题;时频耦合下的监测信号故障特征精细刻画问题;未标记样本的早期故障模式挖掘问题),深入研究基于稀疏盲源信号分离的三电平逆变器微弱监测信号提取、三电平逆变器故障信号在线性正则变换域中的优化特征表述、基于半监督学习的三电平逆变器早期故障模式挖掘,采用光伏并网三电平逆变器实验平台验证理论方法的正确性与可用性,期望能够为光伏并网三电平逆变器早期故障特征提取与诊断提供有价值的基础理论和关键技术。

结项摘要

光伏并网三电平逆变器的早期故障特征提取与诊断是保障光伏并网系统安全平稳运行的重要手段。本项目针对光伏并网三电平逆变器早期故障监测信号微弱、故障征兆时频耦合和故障可分性差等问题开展了研究,取得了以下成果:1)搭建了光伏并网三电平逆变器变故障模拟实验平台,该验证平台具有并网控制、故障注入、多通道高速数据采集等功能;2)提出了三电平逆变器故障信号在线性正则变换域中的优化特征表述,解决信号在时频平面上的耦合问题;3)提出了基于加窗滑动希尔伯特的监测信号瞬时频率/瞬时幅值估计方法,结合电流自适应周期均值等方法,实现了三电平逆变器复合故障的检测与定位;4)提出了基于新型自适应滑模观测器与电流残差分析相结合的三电平逆变器早期故障检测与定位方法;5)提出了基于快速移动窗主成分分析和KL距离相结合的光伏逆变器电流传感器早期故障检测和估计方法。在以上研究基础上,发表SCI/EI论文15篇,授权发明专利4项,申请发明专利7项(不含授权),部分成果荣获2019年安徽省科技进步一等奖1项,2021年中国自动化学会科技进步奖二等奖1项。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(3)
专利数量(10)
Fault estimation based on high order iterative learning scheme for systems subject to nonlinear uncertainties
基于高阶迭代学习方案的非线性不确定性系统故障估计
  • DOI:
    10.1007/s11432-020-3026-4
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Science China Information Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Feng Li;Xu Shuiqing;Zhang Ke;Chai Yi;Huang Darong
  • 通讯作者:
    Huang Darong
The Extrapolation Theorem for Discrete Signals in the Offset Linear Canonical Transform Domain
偏移线性正则变换域中离散信号的外推定理
  • DOI:
    10.1007/s00034-021-01813-7
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Circuits, Systems, and Signal Processing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Shuiqing;Feng Li;Chai Yi;Cheng Tingli;He Yigang
  • 通讯作者:
    He Yigang
A new current sensor incipient fault diagnosis method for converters in wind energy conversion systems
一种新型电流传感器风能转换系统变流器早期故障诊断方法
  • DOI:
    10.1007/s11432-020-2947-1
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Science China, Information Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Songbing Tao;Youqiang Hu;Shuiqing Xu;Yi Chai;Ke Zhang
  • 通讯作者:
    Ke Zhang
基于相电流瞬时频率估计的永磁直驱风电变流器开路故障诊断
  • DOI:
    10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200775
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许水清;陶松兵;何怡刚;柴毅
  • 通讯作者:
    柴毅
基于瞬时幅值的光伏系统电流传感器微小故障检测及估计
  • DOI:
    10.13195/j.kzyjc.2020.1261
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    控制与决策
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许水清;陶松兵;柴毅;黄大荣;程庭莉
  • 通讯作者:
    程庭莉

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其他文献

线性正则变换在信号处理中的应用
  • DOI:
    10.16452/j.cnki.sdkjzk.2017.05.007
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    山东科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许水清;柴毅;冯莉
  • 通讯作者:
    冯莉

其他文献

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许水清的其他基金

多动扰陡畸变下多电飞机静止变流器微小故障检测与主动定位方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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