一种兼容多型号负载点电源的测试方法与流程

本发明涉及电变量测量，具体涉及一种兼容多型号负载点电源的测试方法。

背景技术：

1、负载点电源是分布式能源系统的核心概念，通过在负载附近部署小型发电设备来满足能源需求，在电子行业、电力领域等多个领域，点式负载电源得到了广泛应用，随着科技不断发展，人们对于点式负载电源的功能和性能提出了更高要求，由于其模块化结构通常具有小巧、轻便、高效和可靠等优势，因此在各种电子设备中得到了广泛采用。并且随着电力电子器件技术的不断进步和应用范围的扩大，开关变频技术也在不断创新和提升，这两者相互促进，推动了负载点电源向更高效、更小型化的方向发展，现代负载点电源具备多型号兼容性，具有宽输入电压范围和宽输出电压范围，适用于多种负载点，拓展了其适用范围。

2、负载点电源在实际使用中可能会面临某些负载在其工作周期内会经历周期性的负载变化，需要负载点电源具备一定的动态响应能力。然而，在负载点电源通常设计用来适应负载的变化，但如果负载在其工作周期内经历突然的、持续的变化时，可能发生电压波动，这会导致电源需要调整以适应新的负载条件，影响电压的稳定性，且电源内部的电能转换和传输过程可能引起一定的能量损耗，这可能导致输出电压的波动，特别是在高负载时，电源内部的损耗可能更加显著，导致负载点电源无法实时准确的适应负载条件，但是电源内部的能量损耗是电源系统的实际问题，通常是由于电能的转换和传输过程中导致的，无法避免，只能进行调控反馈，因此在对电源输出电能时的参数由于正常损耗而被误认为是异常输出，需要对其进行修正。

技术实现思路

1、为了解决电源损耗导致的异常检测准确性低的技术问题，本发明提供了一种兼容多型号负载点电源的测试方法，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提出了一种兼容多型号负载点电源的测试方法，该方法包括以下步骤：

3、预设不同的负载参数变化时间段，获取负载参数变化时间段的电流曲线图和电压曲线图；

4、对于电流曲线图，确定初始盒子边长，根据初始盒子边长使用盒计数法获取盒子尺度关系图，并根据盒子尺度关系图获进行直线拟合获取直线斜率和盒子数量残差；根据不同负载参数变化时间段的直线斜率、盒子数量残差获取负载点电源的电流简明异常指数；使用获取负载点电源的电流简明异常指数的方法获取负载点电源的电压简明异常指数；

5、获取不同负载参数变化时间段的电流差异曲线、电流差异曲线的曲线特征以及电流差异序列；将电流差异序列使用快速傅里叶变换获取频谱图，并获取整体功率谱密度、最大波峰值和最小波谷值；根据电流差异曲线的曲线特征和频谱图的整体功率谱密度、最大波峰值和最小波谷值获取负载点电源电流的差异典型性；将电流差异序列作为输入获取，预设滞后数范围进行自相关分析获取自相关系数，根据自相关系数、滞后数范围以及负载点电源电流的差异典型性获取负载点电源电流的典型响应差异因子；使用获取负载点电源电流的典型响应差异因子的方法获取负载点电源电压的典型响应差异因子；根据负载点电源电流的典型响应差异因子、负载点电源电压的典型响应差异因子、负载点电源的电压简明异常指数和电流简明异常指数获取负载点电源的整体响应偏差指数；

6、根据负载点电源的整体响应偏差指数对实时采集的电流电压数据获取调控lof值，根据调控lof值完成电源测试。

7、优选的，所述获取负载参数变化时间段的电流曲线图和电压曲线图的方法为：

8、在同一时间点下获取电子负载的电流和负载点电源的电流，将负载参数变化时间段内所有时间点按照时间顺序排序，将同一时间点下的电子负载的电流作为横坐标，负载点电源的电流作为纵坐标获取电流曲线图；

9、使用获取电流曲线图的方法获取电压曲线图。

10、优选的，所述初始盒子边长为电流曲线图的最大横坐标与最小横坐标的差值绝对值、电流曲线图的最大纵坐标与最大纵坐标的差值绝对值的最大值。

11、优选的，所述根据初始盒子边长使用盒计数法获取盒子尺度关系图，并根据盒子尺度关系图获进行直线拟合获取直线斜率和盒子数量残差的方法为：

12、盒子尺度关系图的横坐标为盒子边长的大小，纵坐标为盒子的数量；

13、对盒子尺度关系图使用最小二乘法获取拟合直线，计算拟合直线的斜率作为直线斜率；

14、将相同盒子边长下，盒子尺度关系图的盒子数量与拟合直线的盒子数量的差值绝对值作为盒子边长的盒子数量残差。

15、优选的，所述根据不同负载参数变化时间段的直线斜率、盒子数量残差获取负载点电源的电流简明异常指数的方法为：

16、将盒子数量的残差进行最大最小值归一化获取盒子边长的归一化残差；

17、将负载参数变化时间段分别记为第一时间段和第二时间段，第一时间段和第二时间段的尺度不同，盒子边长的数量相同，将每个盒子边长记为一个数据点，将数据点按照时间顺序排序，计算相同位置数据点的归一化残差的差值绝对值，将所有数据点的差值绝对值进行累加记为残差累加和；

18、将第一时间段的直线斜率和第二时间段的直线斜率的比值记为斜率比，将1与斜率比作差取绝对值记为第一斜率绝对值，将第一斜率绝对值和残差累加和的乘积记为负载点电源的电流简明异常指数。

19、优选的，所述获取不同负载参数变化时间段的电流差异曲线、电流差异曲线的曲线特征以及电流差异序列的方法为：

20、第一时间段和第二时间段在采集电流时，所采集的时间点相同；

21、将第一时间段和第二时间段相同的时间点的负载点电源的电流的差值绝对值记为第一时间段和第二时间段下的电流差异；

22、将所有时间点的电流差异构成一条电流差异曲线，电流差异曲线的横坐标为电子负载的电流，电流差异曲线的纵坐标为负载点电源的电流差异；

23、获取电流差异曲线中电流差异的最大值和均值；

24、获取电流差异曲线中纵坐标为0的数据点个数，将纵坐标为0的数据点个数与电流差异曲线所有数据点的数量之比记为电流差异曲线的数量比；

25、均匀采集电流差异曲线预设数量个采样点，将采样点按照时间顺序构成电流差异序列。

26、优选的，所述根据电流差异曲线的曲线特征和频谱图的整体功率谱密度、最大波峰值和最小波谷值获取负载点电源电流的差异典型性的方法为：

27、将频谱图最大波峰值和最小波谷值的差值记为波动值，将电流差异曲线的最大值和均值的比值记为第一比值，将频谱图的波动值、整体功率谱密度、电流差异曲线的第一比值和数量比的乘积记为负载点电源电流的差异典型性。

28、优选的，所述根据自相关系数、滞后数范围以及负载点电源电流的差异典型性获取负载点电源电流的典型响应差异因子的方法为：

29、，

30、式中，表示负载点电源电流的差异典型性， m表示滞后数范围最大值， n表示滞后数范围最小值，表示滞后数为 p时电流差异序列的自相关系数，表示以自然常数为底的指数函数，表示负载点电源电流的典型响应差异因子。

31、优选的，所述根据负载点电源电流的典型响应差异因子、负载点电源电压的典型响应差异因子、负载点电源的电压简明异常指数和电流简明异常指数获取负载点电源的整体响应偏差指数的方法为：

32、将负载点电源电流的典型相应差异因子和负载点电源电压的典型响应差异因子的均值记为第一响应均值；

33、将负载点电源的电压简明异常指数和电流简明异常指数的均值记为第一简明均值；

34、将第一响应均值和第一简明均值的乘积作为负载点电源的整体响应偏差指数。

35、优选的，所述根据负载点电源的整体响应偏差指数对实时采集的电流电压数据获取调控lof值的方法为：

36、将实时采集的电流，根据采集时刻的电子负载电流在电流差异曲线中获取电流差异，对实时采集的电流使用lof异常检测算法获取初始lof值，调控lof值的表达式如下：

37、，

38、式中，表示第 q个时刻对应的电流差异，表示负载点电源的整体响应偏差指数，表示第 q个时刻电流的初始lof值，表示第 q个时刻电流的调控后lof值，表示最大最小值归一化。

39、本发明具有如下有益效果：本技术提出一种兼容多型号负载点电源的测试方法，本技术针对负载参数在两个不同的时间段内进行相同变化的差异，基于盒计数法计算负载和电源的电流、电压图像的几何结构特征以及自相似性的差异，其次，针对电源内部损耗而导致对负载需求变化产生的响应偏差，基于自相关系数以及快速傅里叶变换计算响应偏差的典型性以及偏差程度，最后结合负载和电源的电流、电压的几何相似差异特征以及典型响应偏差，构建电源供给随负载需求而改变时整体的响应偏差，并且基于整体相应偏差对局部异常因子检测算法中局部异常因子的计算进行改进，使得算法能够在检测异常值时，排除由于电源内部损耗而导致响应偏差被误认为是电源异常输出的情况，增强了算法的鲁棒性和准确性。