【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子及能源管理，具体而言，涉及一种直流电源系统控制装置及方法。
技术介绍
1、随着电力电子技术的飞速发展和能源管理需求的不断提升，直流电源系统在众多领域，如数据中心、电动汽车充电站、通信基站及工业自动化等，扮演着至关重要的角色。这些系统要求高效、稳定且可靠的电力供应，以确保设备的正常运行和延长使用寿命。然而，在实际应用中，直流电源系统面临着多种挑战，包括电压波动、电流过载、过热以及潜在的硬件故障等，这些问题若不及时发现和处理，可能导致系统性能下降，甚至引发严重的安全事故。
2、传统的直流电源系统管理主要依赖于人工巡检和定期维护，这种方式不仅效率低下，而且难以实现对系统状态的实时监控和快速响应。此外，随着直流电源系统复杂性的增加，仅凭经验判断已难以准确识别和处理各种异常情况，使得直流电源系统维护成本上升，且存在较高的安全风险。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种直流电源系统控制方法，旨在解决现有技术中直流电源系统管理效率低下、响应较慢、难以准确识别和处理异常情况、维护成本上升以及存在较高安全风险的问题。
2、本专利技术的通过以下技术方案实现：
3、一种直流电源系统控制方法，包括步骤：
4、实时采集直流电源系统的电压和电流数据；
5、将采集到的电压和电流数据进行预处理，并通过数据分析算法对预处理后的数据进行分析，识别直流电源系统的运行状态和潜在故障；
6、基于数据分析的结果，动态调整预
7、将当前直流电源系统的控制指令发送至执行机构，由执行机构对直流电源系统进行控制操作。
8、可选地，所述实时采集系统的电压和电流数据的具体过程为：
9、在直流电源系统的关键位置安装传感器模块;传感器模块通过有线或无线方式与数据采集模块进行通讯连接；数据采集模块以预设的时间间隔或根据系统需求触发的方式，通过传感器模块实时获取直流电源系统的电压和电流数据。
10、可选地，所述将采集到的电压和电流数据进行预处理的具体过程为：
11、对采集到的电压和电流数据进行滤波处理；对滤波后的数据进行格式化处理；对格式化处理后的数据进行数据校验，检查数据的完整性和合理性，得到预处理数据集；将预处理数据集存储在指定的数据缓存区或数据库中。
12、可选地，所述通过数据分析算法对预处理后的数据进行分析，识别直流电源系统的运行状态和潜在故障的具体过程为：
13、通过统计分析方法对预处理后的电压和电流数据进行趋势分析和异常值检测，识别出数据中的突变点或异常波动，并进行对应的异常标记；
14、利用机器学习算法，对预处理后的数据集进行训练和学习，建立系统状态评估模型；
15、基于直流电源系统的实时数据，通过系统状态评估模型对直流电源系的运行状态进行预测，并对直流电源系统的潜在故障进行初步分类；
16、结合专家系统或规则库，对系统状态评估模型的预测结果进行进一步验证和细化分析；
17、根据分析结果生成直流电源系统的运行状态报告和潜在故障预警信息。
18、可选地，所述利用机器学习算法，对预处理后的数据集进行训练和学习，建立系统状态评估模型的具体过程为：
19、通过无监督学习算法构建系统状态初始评估模型；
20、对预处理后的数据集进行特征提取，提取出反映直流电源系统运行状态的关键特征，得到关键特征数据集；
21、将关键特征数据集输入到系统状态初始评估模型中，根据关键特征数据集的内在特性自动发现数据中的聚类结构或异常点，得到系统状态评估模型。
22、可选地，通过高斯混合模型构建系统状态初始评估模型，设预处理后的关键特征数据集为，表示第个数据点的特征向量，；则系统状态初始评估模型的表达式如下式（1）所示：
23、
24、其中，表示高斯成分的个数；表示第个高斯成分的权重；表示第个高斯成分的概率密度函数；表示均值向量；表示协方差矩阵；
25、计算每个数据点属于每个高斯成分的后验概率；其中，表示隐变量，用于指示数据点是否属于第个高斯成分；
26、根据每个数据点的后验概率，计算每个数据点的异常得分，异常得分的计算表达式如下式（2）所示：
27、
28、其中，表示第个数据点的异常得分；设定阈值，如果，则标记第个数据点为异常点。
29、可选地，所述基于数据分析的结果，动态调整预设的控制策略和算法，得到当前直流电源系统的控制指令的具体过程为：
30、根据数据分析算法输出的直流电源系统运行状态报告和潜在故障预警信息，评估当前系统的健康状况和性能表现；
31、将评估结果与预设的控制策略和算法库进行比对，识别出适用的控制策略和算法；
32、根据系统当前的运行状态和潜在故障类型，动态调整所选控制策略和算法的参数，优化直流电源系统的性能；
33、根据调整后的控制策略和算法，生成当前直流电源系统的控制指令。
34、可选地，在动态调整所选控制策略和算法的参数时，将实时采集的电压和电流数据反馈至系统状态评估模型，进行预设步长地迭代调整，并实时评估调整效果；若调整过程中发现系统状态显著改善或故障得到有效控制，则维持当前调整方案；若系统状态未明显改善或故障有加剧趋势，则重新评估直流电源系统的运行状态，并依据新的评估结果调整控制策略和算法参数，直至达到最优控制效果。
35、可选地，根据潜在故障的严重程度和紧急程度，将预警信息进行预警等级划分；预设应急响应预案库，存储针对不同故障类型和预警等级的应急响应预案；当识别到潜在故障时，根据预警等级，向相关人员或系统发送对应的预警信号，相关人员或系统根据预警信号，选择并执行相应的应急响应预案。
36、本专利技术还提供一种直流电源系统控制装置，用于实现所述的直流电源系统控制方法，包括：
37、传感器模块，用于实时监测和采集系统的电压和电流数据；
38、数据采集模块，用于以预设的时间间隔或根据系统需求触发的方式，通过传感器模块实时获取直流电源系统的电压和电流数据，并将数据传递至预处理模块；
39、预处理模块，用于对采集到的电压和电流数据进行预处理，得到预处理数据集，并将预处理数据集存储在指定的数据缓存区或数据库中；
40、分析模块，用于通过数据分析算法对预处理后的数据进行分析，识别直流电源系统的运行状态和潜在故障；
41、策略调整模块，用于基于数据分析的结果，动态调整预设的控制策略和算法，得到当前直流电源系统的控制指令；
42、执行模块，用于接收策略调整模块发送的控制指令，对直流电源系统进行控制操作；
43、预警模块，用于根据预警等级向相关人员或系统发送对应的预警信号，并触发相应的应急响应预案。
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1.一种直流电源系统控制方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述实时采集直流电源系统的电压和电流数据的具体过程为：
3.如权利要求1所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述将采集到的电压和电流数据进行预处理的具体过程为：
4.如权利要求1所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述通过数据分析算法对预处理后的数据进行分析，识别直流电源系统的运行状态和潜在故障的具体过程为：
5.如权利要求4所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述利用机器学习算法，对预处理后的数据集进行训练和学习，建立系统状态评估模型的具体过程为：
6.如权利要求5所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，通过高斯混合模型构建系统状态初始评估模型，设预处理后的关键特征数据集为，表示第个数据点的特征向量，；则系统状态初始评估模型的表达式如下式（1）所示：
7.如权利要求4所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述基于数据分析的结果，动态调整预设的控制策略和算法，得到当前直流电源系统的控制指
8.如权利要求7所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，在动态调整所选控制策略和算法的参数时，将实时采集的电压和电流数据反馈至系统状态评估模型，进行预设步长地迭代调整，并实时评估调整效果；若调整过程中发现系统状态显著改善或故障得到有效控制，则维持当前调整方案；若系统状态未明显改善或故障有加剧趋势，则重新评估直流电源系统的运行状态，并依据新的评估结果调整控制策略和算法参数，直至达到最优控制效果。
9.如权利要求1所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，根据潜在故障的严重程度和紧急程度，将预警信息进行预警等级划分；预设应急响应预案库，存储针对不同故障类型和预警等级的应急响应预案；当识别到潜在故障时，根据预警等级，向相关人员或系统发送对应的预警信号，相关人员或系统根据预警信号，选择并执行相应的应急响应预案。
10.一种直流电源系统控制装置，用于实现如权利要求1-9中任一项所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种直流电源系统控制方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述实时采集直流电源系统的电压和电流数据的具体过程为：
3.如权利要求1所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述将采集到的电压和电流数据进行预处理的具体过程为：
4.如权利要求1所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述通过数据分析算法对预处理后的数据进行分析，识别直流电源系统的运行状态和潜在故障的具体过程为：
5.如权利要求4所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述利用机器学习算法，对预处理后的数据集进行训练和学习，建立系统状态评估模型的具体过程为：
6.如权利要求5所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，通过高斯混合模型构建系统状态初始评估模型，设预处理后的关键特征数据集为，表示第个数据点的特征向量，；则系统状态初始评估模型的表达式如下式（1）所示：
7.如权利要求4所述的直流电源系统控制方法，其特征在于，所述基于数据分析的结果，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，罗智涛，胡红彬，肖雨航，赵强聪，陈雷，彭川，陈庆攀，吴佳芳，霍干，李明果，郭永虎，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司资阳供电公司，
类型：发明
国别省市：
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