【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电流发生装置输出控制，尤其涉及一种轻型30ka电流发生装置的输出稳定性控制方法。
技术介绍
1、发电机出口断路器（generator circuit breaker，gcb）是流域电站核心设备。在gcb生产制造过程中，需要进行断路器动态电阻、额定电流下回路电阻测试等；一般测量的是元器件的通态电阻，通态电阻是指元器件在额定电流工作一定时间后，温度稳定下来时的电阻值，反映了元器件在实际工作状态中的电阻特性，被测gcb芯的额定工作电流为28ka，因此测试装置被调整为最大能产生30ka、15秒恒定电流的电流发生装置。
2、30ka电流发生装置电流输出的稳定性决定了断路器测试结果的准确性，但是在一些特殊工况下会出现输出电流波动，例如负载变化、电源波动、温度变化、外部干扰等，现有通过电流预测配合反馈控制、pid等方法控制电流发生装置的稳定输出，但当测试过程中存在外部干扰时，电流预测存在较大的不确定性，进而导致控制系统无法获取电流发生装置的实时输出反馈，不能保证电流发生装置稳定输出30ka的超大电流。
技术实现思路
1、为了解决现有方法在对30ka电流发生装置的输出进行调控时存在的控制效果不佳的问题，本专利技术的目的在于提供一种轻型30ka电流发生装置的输出稳定性控制方法，所采用的技术方案具体如下：
2、本专利技术提供了一种轻型30ka电流发生装置的输出稳定性控制方法，该方法包括以下步骤：
3、获取轻型30ka电流发生装置在当前时间段内的电流监测
4、对所述电流监测信号进行短时傅里叶变换，根据短时傅里叶变换结果获得所述电流发生装置的电流的预测特征值；获取所述电流监测信号的均值包络线，基于所述均值包络线的幅值分布情况获得电流监测信号的成分差异比；
5、采用ica分解算法对电流监测信号进行预设次数的分解，获得每次分解对应的干扰分量信号和非干扰分量信号，对非干扰分量信号进行分解获得非干扰分量信号的模态分量；根据每次分解对应的非干扰分量信号的每个模态分量中幅值的频率分布、干扰分量信号与非干扰分量信号之间的峰度差异、干扰分量信号的能量值、电流监测信号的能量值、所述预测特征值和所述成分差异比，得到每次ica分解的效果值；
6、基于所述效果值获得卡尔曼滤波器的误差协方差矩阵，并预测下一时刻的电流值，基于所述下一时刻的电流值对轻型30ka电流发生装置的输出进行调控。
7、优选的，所述对所述电流监测信号进行短时傅里叶变换，根据短时傅里叶变换结果获得所述电流发生装置的电流的预测特征值，包括：
8、对所述电流监测信号进行短时傅里叶变换，设置短时窗口尺寸，获得每个短时窗口内的若干个正弦波信号及若干个正弦波信号的相位值；
9、对所述电流监测信号进行局部均值滤波获得对应的局部均值信号；
10、基于电流监测信号、所述局部均值信号、所有正弦波信号和所有正弦波信号的相位值，确定所述电流发生装置的电流的预测特征值。
11、优选的，所述基于电流监测信号、所述局部均值信号、所有正弦波信号和所有正弦波信号的相位值，确定所述电流发生装置的电流的预测特征值，包括：
12、根据每种相位值出现过的短时窗口的数量和所有短时窗口内出现的正弦波信号的数量，计算所有相位值在所有短时窗口内分布的质异指数；
13、计算所述电流监测信号与所述局部均值信号之间的均方误差；
14、根据所述均方误差和所述质异指数，获得所述电流发生装置的电流的预测特征值，所述均方误差与所述预测特征值呈负相关关系，所述质异指数与所述预测特征值呈正相关关系。
15、优选的，所述根据所述均方误差和所述质异指数，获得所述电流发生装置的电流的预测特征值，包括：
16、将所述均方误差的负相关归一化值与所述质异指数之间的乘积作为所述电流发生装置的电流的预测特征值。
17、优选的，所述基于所述均值包络线的幅值分布情况获得电流监测信号的成分差异比，包括：
18、基于均值包络线上每种幅值出现的频率计算所有幅值的信息熵；基于均值包络线上所有幅值出现的频率计算所有幅值的偏度；
19、计算所述偏度的绝对值与所述信息熵的乘积，将所述乘积的归一化结果作为电流监测信号的成分差异比。
20、优选的，干扰分量信号和非干扰分量信号的获取，包括：
21、对于任意一次分解结果：获取该次分解获得的每个独立成分信号的峰度，将最大峰度对应的独立成分信号作为干扰分量信号，将最小峰度对应的独立成分信号作为非干扰分量信号。
22、优选的，采用如下公式计算第i次ica分解的效果值：
23、
24、其中，表示第i次ica分解的效果值，表示第i次分解对应的干扰分量信号的峰度，表示第i次分解对应的非干扰分量信号的峰度，表示电流监测信号的成分差异比，m表示第i次分解对应的干扰分量信号的模态分量的数量，表示第i次分解对应的干扰分量信号的第z个模态分量的幅值的平均频率，表示第i次分解对应的干扰分量信号的第z+1个模态分量的幅值的平均频率，表示第i次分解对应的干扰分量信号，表示电流监测信号，t表示当前时间段内的任意时刻，t表示当前时间段的时长，b表示电流发生装置的电流的预测特征值，表示取绝对值符号。
25、优选的，所述基于所述效果值获得卡尔曼滤波器的误差协方差矩阵，包括：
26、将效果值最小时的分解对应的干扰分量信号，作为外部干扰分量信号；获取外部干扰分量信号的所有幅值的协方差矩阵，并作为卡尔曼滤波器的误差协方差矩阵。
27、优选的，所述对非干扰分量信号进行分解获得非干扰分量信号的模态分量，包括：
28、采用emd分解算法对非干扰分量信号进行分解，获得非干扰分量信号的模态分量。
29、优选的，所述基于所述下一时刻的电流值对轻型30ka电流发生装置的输出进行调控，包括：
30、将下一时刻的电流值与当前时刻的电流值的差值作为目标调节量输入pid控制器中，控制器根据设定的比例增益系数、积分增益系数和微分增益系数对轻型30ka电流发生装置的输出进行调控。
31、本专利技术至少具有如下有益效果：
32、本专利技术考虑到当轻型30ka电流发生装置外部存在干扰时无法准确预测电流值，进而导致控制系统无法获取电流发生装置的实时输出反馈问题，因此本专利技术通过对轻型30ka电流发生装置当前时间段内的电流监测信号进行短时傅里叶变换，根据变换结果确定电流发生装置的电流的预测特征值，然后再通过估测电流监测信号的成分差异比，构建电流监测信号的ica分解目标函数，对ica每次分解的效果进行评价，基于评价结果确定卡尔曼滤波的误差协方差矩阵，以描述外部干扰因素对电流监测信号产生的不确定的、难以预测的误差量，提高了卡尔曼滤波结果的精度，进而使控制系统得到准确的实时输出反馈，保证电流发生装置稳定输出30ka的超大电流，提高了30ka电流发生装本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述对所述电流监测信号进行短时傅里叶变换，根据短时傅里叶变换结果获得所述电流发生装置的电流的预测特征值，包括：
3.根据权利要求2所述的一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述基于电流监测信号、所述局部均值信号、所有正弦波信号和所有正弦波信号的相位值，确定所述电流发生装置的电流的预测特征值，包括：
4.根据权利要求3所述的一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述根据所述均方误差和所述质异指数，获得所述电流发生装置的电流的预测特征值，包括：
5.根据权利要求1所述的一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述基于所述均值包络线的幅值分布情况获得电流监测信号的成分差异比，包括：
6.根据权利要求1所述的一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，干扰分量信号和非干
7.根据权利要求1所述的一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，采用如下公式计算第i次ICA分解的效果值：
8.根据权利要求1所述的一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述基于所述效果值获得卡尔曼滤波器的误差协方差矩阵，包括：
9.根据权利要求1所述的一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述对非干扰分量信号进行分解获得非干扰分量信号的模态分量，包括：
10.根据权利要求1所述的一种轻型30kA电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述基于所述下一时刻的电流值对轻型30kA电流发生装置的输出进行调控，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种轻型30ka电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种轻型30ka电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述对所述电流监测信号进行短时傅里叶变换，根据短时傅里叶变换结果获得所述电流发生装置的电流的预测特征值，包括：
3.根据权利要求2所述的一种轻型30ka电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述基于电流监测信号、所述局部均值信号、所有正弦波信号和所有正弦波信号的相位值，确定所述电流发生装置的电流的预测特征值，包括：
4.根据权利要求3所述的一种轻型30ka电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述根据所述均方误差和所述质异指数，获得所述电流发生装置的电流的预测特征值，包括：
5.根据权利要求1所述的一种轻型30ka电流发生装置的输出稳定性控制方法，其特征在于，所述基于所述均值包络线的幅...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎海凡，董晓英，付国宏，王义平，刘代军，耿乾坤，赵雁群，白云驹，李俊红，林树胜，成佳，
申请(专利权)人：三峡金沙江川云水电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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