(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211085179.6 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 长沙学院 地址 410022 湖南省长 沙市开福区洪山路 98号 (72)发明人 李梦迪　张文娟　张志刚　冯婉　 张海霞　张鹏程　 (74)专利代理 机构 湖南兆弘专利事务所(普通 合伙) 43008 专利代理师 胡君 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/06(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 风电变流器直流母线电容寿命预测方法及 系统 (57)摘要 本发明公开一种风电变流器直流母线电容 寿命预测方法及系统， 该方法步骤包括： S1.采集 不同运行工况下被测风电变流器的直流母线电 容的纹波电流数据并进行频域分析； S2.根据纹 波电流数据计算得到不同工况下直流母线电容 损耗功率； S3.根据直流母线电容损耗功率计算 不同功率下的电容温升； S4.根据不同功率下的 电容温升计算不同功率下直流母线电容预估寿 命； S5.获取被测风电变流器在指定时长内的风 速、 功率变化信息， 计算在变功率工况下的电容 温升以及预估寿命； S6.根据指定时长内得到的 变功率工 况下的预估寿命， 得到被测直流母线电 容最终的寿命 预估结果。 本发明具有实现方法简 单、 预测精度及可靠性高且灵活性强优点。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115510626 A 2022.12.23 CN 115510626 A 1.一种风电变流器直 流母线电容寿命预测方法， 其特 征在于， 步骤 包括： S1.采集不同运行工况下被测风电变流器的直流母线电容的纹波电流数据ic并进行频 域分析； S2.根据所述纹波电流数据在频域分析结果计算得到不同工况下直流母线电容损耗功 率Ploss； S3.根据不同工况 下所述直流母线电容损耗功率计算 不同功率下的电容温升Teh； S4.根据所述 不同功率下的电容温升计算 不同功率下直 流母线电容预估寿命Le； S5.获取被测风电变流器在指定时长内的风速、 功率变化信息， 根据所述风速、 功率变 化信息以及所述 不同功率下的电容温升Teh计算在变功率工况 下的电容温升以及预估寿命； S6.根据指定时长内得到的所述变功率工况下的预估寿命， 得到被测直流母线电容最 终的寿命预估结果。 2.根据权利要求1所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法， 其特征在于， 所述步 骤S2中， 按照下式计算得到所述 直流母线电容损耗功率Ploss： 其中， ESR(fi)是电容在频率 fi下的等效串联电阻， Irms(fi)是电容上纹波电流在频率 fi 下的有效值。 3.根据权利要求1所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法， 其特征在于， 所述步 骤S3中， 按照下式计算得到所述 不同功率下的电容温升Teh： Teh＝Ta+Ra×Ploss 其中， Ta是环境温度， Ra是等效热电阻从热点到环境温度。 4.根据权利要求1所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法， 其特征在于， 所述步 骤S4中， 按照下式计算得到所述 不同功率下直 流母线电容预估寿命Le： 其中， L0是额定寿命， V0是额定电压， V是实际工作电压， p1是电压系数， p2是温度系数， Tt 是额定温度。 5.根据权利要求1所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法， 其特征在于， 所述步 骤S5包括： S501.对被测风电变流器在指定时长内的连续变化曲线进行功率的频数统计， 得到功 率变化工况 数据； S502.根据所述功率变化工况数据以及步骤S03得到的不同功率下的电容温升Teh计算 得到所述变功率工况下的电容温升， 根据所述变功率工况下 的电容温升以及所述步骤S04 得到的不同功率下直 流母线电容预估寿命Le计算得到变功率工况 下的预估寿命。 6.根据权利要求1～5中任意一项所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法， 其特 征在于， 所述步骤S6包括： 对指定时长内得到的所述变功率工况下 的预估寿命进行基于曲 线拟合， 得到韦尔分布的拟合系 数， 根据所述拟合系 数得到在累计模型下被测风电变流器 直流母线电容的最终预估寿命值。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115510626 A 27.根据权利要求1～5中任意一项所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法， 其特 征在于， 所述步骤S1中， 采用直流母线电容端的电流传感器采集所述纹波电流数据ic， 并对 所述纹波电流数据ic进行FFT变换， 得到在不同频率下的电流幅值。 8.一种风电变流器直 流母线电容寿命预测系统， 其特 征在于， 包括： 电流采集单元， 用于采集不同运行工况下被测风电变流器的直流母线电容的纹波电流 数据ic并进行频域分析； 电容损耗功率单元， 用于根据 所述纹波电流数据在频域分析结果计算得到不同工况下 直流母线电容损耗功率Ploss； 电容温升单元， 用于根据不同工况下所述直流母线电容损耗功率计算不同功率下的电 容温升Teh； 寿命初步计算单元， 用于根据 所述不同功率下的电容温升计算不同功率下直流母线电 容预估寿命Le； 变工况寿命计算单元， 用于获取被测风电变流器在指定时长内的风速、 功率变化信 息， 根据所述风速、 功率变 化信息以及所述不同功率 下的电容温升Teh计算在变功率工况下的电 容温升以及预估寿命； 寿命预估单元， 用于根据指定时长内得到的所述变功率工况下的预估寿命， 得到被测 直流母线电容 最终的寿命预估结果。 9.一种计算机设备， 包括处理器以及存储器， 所述存储器用于存储计算机程序， 其特征 在于， 所述处 理器用于执 行所述计算机程序以执 行如权利要求1～7中任意 一项所述方法。 10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机程序 执行 时实现如权利要求1～7中任意 一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115510626 A 3