小型固态变压器状态监测及单管开路故障诊断数字孪生方法

摘要

固态变压器作为能源路由器的重要实现形式,在交直流配电网、微电网的能量分配与控制等方面具有广阔应用前景。为提高固态变压器运行稳定性,克服固态变压器“多器件”状态监测及“多开关”开路故障定位难题,利用数字孪生的高保真性与互操作性,提出小型固态变压器状态监测及单管开路故障诊断数字孪生方法。该方法利用电磁暂态程序构建可运行开路故障工况的数字孪生体;结合实物系统采集数据,利用量子遗传算法实现数字孪生体关键器件参数同步及状态监测;对比数字孪生体与实物系统的电气量,提出单管开路故障诊断算法,实现开关器件晶体管、反并联二极管开路故障精准定位。算例仿真结果表明,所提出方法可实现器件精准状态监测及快速开路故障诊断。