一种直流快充桩多工况联合调试与故障定位方法与流程

本发明涉及直流充电设备检测，具体为一种直流快充桩多工况联合调试与故障定位方法。

背景技术：

1、直流快充桩通常包括充电控制器、功率模块、预充回路、主接触器、保护切断单元以及电压采集单元和电流采集单元等组成部分。直流快充桩在完成安装、投入运行或者检修维护后，通常需要针对功率模块启动、预充接触器闭合、主接触器闭合、低负载输出、高负载输出、正常停止及保护切断等运行工况进行调试，以检验控制指令传输、动作执行、状态反馈及功率输出之间的协同状态。现有调试方式通常按照预设调试流程依次实施各项测试，分别采集控制指令、接触器状态、功率模块状态、直流母线电压、输出端电压及输出电流等数据，并根据各项数据与对应允许范围之间的比较结果确定调试状态。部分调试设备还能够结合故障代码、告警信息或者预设判断规则，对通信异常、接触器动作异常、功率模块输出异常及保护动作异常进行辅助识别。

2、直流快充桩的不同调试工况之间具有连续的状态转换关系，前一调试工况对应的动作结果可能影响后一调试工况的执行条件及电气响应。例如，预充动作异常可能影响主回路建立，主回路建立异常可能进一步影响后续电流调节，前驱动作异常还可能造成后续动作无法执行。在针对各调试工况分别进行独立判断的情况下，不同调试工况中的异常数据之间缺少统一的动作依赖关系，因而难以区分首次出现的异常、受前驱异常影响形成的后续异常以及因前驱异常而未执行的动作。此外，控制指令发出、执行反馈形成及电气响应产生之间具有相应的时序关系。同一调试动作可能表现为控制指令未被执行、反馈状态未正常形成、执行部件完成动作但主功率回路未产生对应响应，或者电气响应已经产生但未达到预期目标。仅依据单一状态参数或者最终电压、电流结果进行判断，难以进一步确定异常所对应的控制执行环节、状态反馈环节、主功率响应环节或者输出调节环节。对于多个调试路径中出现的相关异常，还需要对不同调试工况下的异常信息进行关联，以识别同一故障对象在不同调试工况中的异常表现，并确定由该故障对象引起的后续异常及动作阻断范围。因此，需要对不同调试工况中的动作节点、控制指令事件、执行反馈事件及电气响应事件进行联合分析，以增强直流快充桩多工况调试结果之间的关联性，并提高故障定位结果的明确性。

技术实现思路

1、基于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种直流快充桩多工况联合调试与故障定位方法，以解决上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直流快充桩多工况联合调试与故障定位方法，包括：

3、根据直流快充桩的运行状态构建多个调试路径，将各调试路径对应的调试工况设置为动作节点，根据各动作节点的执行顺序建立动作依赖关系，并配置各动作节点对应的动作判定条件和故障对象映射关系，形成多工况动作依赖配置；

4、根据多工况动作依赖配置，按照动作依赖关系依次执行满足前驱条件的动作节点以及满足安全执行条件的条件执行动作节点，获取各已执行动作节点对应的控制指令数据、执行反馈数据和电气响应数据，形成动作采集记录；

5、根据动作采集记录，分别确定各动作节点对应的控制指令事件、执行反馈事件和电气响应事件，形成动作事件记录；

6、根据动作事件记录中控制指令事件、执行反馈事件和电气响应事件的存在状态、发生顺序、响应时序及电气响应结果，确定各动作节点对应的异常链路位置或动作响应链正常状态，形成动作链路判定记录；

7、根据动作依赖关系关联各动作节点对应的动作链路判定记录，确定根本异常、传播异常和依赖阻断动作，并根据根本异常对应的动作类别和异常链路位置，基于故障对象映射关系确定目标故障对象，形成一个或多个故障定位记录；

8、根据动作链路判定记录和故障定位记录确定多工况联合调试结果，并输出目标故障对象、根本故障首次出现工况及根本故障首次出现环节。

9、本发明进一步设置为，所述多个调试路径包括正常调节路径和保护切断路径；所述正常调节路径依次包括功率模块启动动作节点、预充接触器闭合动作节点、主接触器闭合动作节点、低目标电流调节动作节点、高目标电流调节动作节点和主接触器断开动作节点；所述保护切断路径依次包括功率模块启动动作节点、预充接触器闭合动作节点、主接触器闭合动作节点、低目标电流调节动作节点和保护输出切断动作节点。

10、本发明进一步设置为，建立动作依赖关系包括：

11、按照各动作节点在对应调试路径中的执行顺序对各动作节点进行排列，将同一调试路径中位于当前动作节点之前且与当前动作节点相邻的动作节点确定为当前动作节点的前驱动作节点，并建立当前动作节点标识与前驱动作节点标识之间的对应关系；

12、将前驱动作节点处于动作响应链正常状态设置为当前动作节点的前驱条件；

13、针对具有前驱动作节点的当前动作节点配置前驱异常处理方式，所述前驱异常处理方式包括阻断执行方式和条件执行方式；

14、当前驱异常处理方式为阻断执行方式时，将前驱动作节点存在链路异常设置为当前动作节点的阻断条件；

15、当前驱异常处理方式为条件执行方式时，配置当前动作节点对应的安全执行条件，并在前驱动作节点存在链路异常且安全执行条件满足时，将当前动作节点确定为条件执行动作；在前驱动作节点存在链路异常且安全执行条件不满足时，将当前动作节点确定为依赖阻断动作；

16、将当前动作节点标识、前驱动作节点标识、前驱条件、前驱异常处理方式及对应的安全执行条件关联，形成动作依赖关系。

17、本发明进一步设置为，配置各动作节点对应的动作判定条件包括：

18、针对各动作节点分别配置控制对象、控制对象标识、目标反馈状态、电气响应参数类型、电气响应目标值、基准取值时长、指令至反馈允许时长、反馈至电气响应允许时长、响应观测时长、有效保持时长、响应触发比例和响应允许偏离比例；

19、将功率模块启动动作节点对应的目标反馈状态配置为功率模块就绪状态，并将对应的电气响应参数类型配置为直流母线电压；

20、将预充接触器闭合动作节点对应的目标反馈状态配置为预充接触器闭合反馈状态，并将对应的电气响应参数类型配置为输出端电压；

21、将主接触器闭合动作节点对应的目标反馈状态配置为主接触器闭合反馈状态，并将对应的电气响应参数类型配置为直流母线电压与输出端电压之间的电压差；

22、将低目标电流调节动作节点和高目标电流调节动作节点对应的目标反馈状态配置为功率模块电流调节指令接收确认状态，并将对应的电气响应参数类型配置为输出电流；

23、将主接触器断开动作节点对应的目标反馈状态配置为主接触器断开反馈状态，将保护输出切断动作节点对应的目标反馈状态配置为保护切断执行状态，并将主接触器断开动作节点和保护输出切断动作节点对应的电气响应参数类型配置为输出电流；

24、将控制指令传输链路、动作执行部件、状态反馈链路、主功率回路和输出调节回路分别设置为候选故障对象类型，以动作类别与异常链路位置的组合作为映射索引，建立各映射索引与对应候选故障对象之间的故障对象映射关系。

25、本发明进一步设置为，形成动作采集记录包括：

26、在统一时间基准下获取当前动作节点对应的控制指令，并记录控制指令对应的指令发出时刻；

27、以指令发出时刻为起始时刻，在响应观测时长限定的响应观测区间内，连续获取当前动作节点对应控制对象的反馈状态及各反馈状态对应的反馈采集时刻，并按照反馈采集时刻对各反馈状态进行时序排列，形成反馈状态序列；

28、根据当前动作节点对应的电气响应参数类型，在以指令发出时刻为终止时刻且以基准取值时长为区间长度的基准取值区间内，获取各电气响应参数及对应的响应采集时刻，并按照响应采集时刻对各电气响应参数进行时序排列，形成基准参数序列；

29、在以指令发出时刻为起始时刻且以响应观测时长为区间长度的响应观测区间内，获取各电气响应参数及对应的响应采集时刻，并按照响应采集时刻对各电气响应参数进行时序排列，形成观测参数序列；

30、将当前动作节点标识、控制对象标识、控制指令、指令发出时刻、反馈状态序列、基准参数序列及观测参数序列进行关联，形成当前动作节点对应的动作采集记录。

31、本发明进一步设置为，形成动作事件记录包括：

32、将当前动作节点对应的控制指令及控制指令对应的指令发出时刻确定为控制指令事件；

33、提取基准参数序列中的各电气响应参数值，并将各电气响应参数值的中位数确定为响应基准值；

34、从指令发出时刻起，按照反馈采集时刻依次检测反馈状态序列；当反馈状态首次达到目标反馈状态，且自对应的反馈采集时刻起连续保持目标反馈状态达到有效保持时长时，将对应的反馈采集时刻确定为执行反馈事件的有效反馈时刻；当在响应观测区间内未检测到连续保持达到有效保持时长的目标反馈状态时，将执行反馈事件确定为不存在；

35、根据观测参数序列中各电气响应参数值相对于响应基准值的变化量，以及电气响应目标值相对于响应基准值的目标变化量，确定各响应采集时刻对应的方向响应进度；

36、按照响应采集时刻依次检测方向响应进度；当方向响应进度首次达到响应触发比例，且自对应的响应采集时刻起连续保持不低于响应触发比例达到有效保持时长时，将对应的响应采集时刻确定为电气响应事件的有效电气响应时刻；当在响应观测区间内未检测到连续保持达到有效保持时长的方向响应进度时，将电气响应事件确定为不存在；

37、从观测参数序列中提取位于响应观测区间末端、且区间长度为有效保持时长的终值取值区间内的各电气响应参数值，并将所提取的各电气响应参数值的中位数确定为电气响应终值；

38、将控制指令事件、执行反馈事件、电气响应事件、响应基准值及电气响应终值进行关联，形成当前动作节点对应的动作事件记录。

39、本发明进一步设置为，形成动作链路判定记录包括：

40、根据执行反馈事件和电气响应事件的存在状态、发生顺序、响应时序及电气响应结果，按照预设判定顺序确定当前动作节点对应的动作链路判定结果；

41、当执行反馈事件和电气响应事件均不存在时，将当前动作节点对应的动作链路判定结果确定为控制执行段异常；

42、当执行反馈事件不存在且电气响应事件存在时，将当前动作节点对应的动作链路判定结果确定为执行状态反馈段异常；

43、当执行反馈事件存在且电气响应事件不存在时，将当前动作节点对应的动作链路判定结果确定为主功率响应段异常；

44、当执行反馈事件和电气响应事件均存在，且有效电气响应时刻早于有效反馈时刻时，将当前动作节点对应的动作链路判定结果确定为执行状态反馈段异常；

45、当有效反馈时刻不早于指令发出时刻、有效电气响应时刻不早于有效反馈时刻，且指令发出时刻至有效反馈时刻之间的时长超过指令至反馈允许时长时，将当前动作节点对应的动作链路判定结果确定为控制执行段异常；

46、当指令发出时刻至有效反馈时刻之间的时长未超过指令至反馈允许时长，且有效反馈时刻至有效电气响应时刻之间的时长超过反馈至电气响应允许时长时，将当前动作节点对应的动作链路判定结果确定为主功率响应段异常；

47、当执行反馈事件和电气响应事件均存在，有效反馈时刻与有效电气响应时刻的发生顺序及对应响应时序均满足动作判定条件，且电气响应终值相对于电气响应目标值的响应偏离比例超过响应允许偏离比例时，将当前动作节点对应的动作链路判定结果确定为输出调节段异常；

48、当执行反馈事件和电气响应事件的存在状态、发生顺序、响应时序及电气响应结果均满足动作判定条件时，将当前动作节点对应的动作链路判定结果确定为动作响应链正常状态；

49、将当前动作节点标识、动作链路判定结果及异常链路位置进行关联，形成当前动作节点对应的动作链路判定记录。

50、本发明进一步设置为，确定根本异常、传播异常和依赖阻断动作包括：

51、根据动作依赖关系，将各动作节点对应的执行状态与动作链路判定结果进行关联；

52、当当前动作节点的动作链路判定结果为链路异常，且当前动作节点不存在前驱动作节点或者当前动作节点的前驱动作节点处于动作响应链正常状态时，将当前动作节点确定为根本异常候选动作；

53、当当前动作节点在前驱条件未满足的状态下按照条件执行方式完成执行，且当前动作节点的动作链路判定结果为链路异常时，将当前动作节点确定为传播异常动作；

54、当当前动作节点的前驱动作节点存在链路异常，且当前动作节点按照阻断执行方式未执行，或者因安全执行条件不满足而未执行时，将当前动作节点确定为依赖阻断动作；

55、针对传播异常动作，沿动作依赖关系的前驱方向进行追溯，并将与传播异常动作距离最近的根本异常候选动作确定为传播来源；

56、针对依赖阻断动作，沿动作依赖关系的前驱方向进行追溯，并将与依赖阻断动作距离最近的根本异常候选动作确定为阻断来源；

57、将根本异常候选动作、传播异常动作、依赖阻断动作、传播来源及阻断来源分别与对应的动作节点标识进行关联，形成动作异常关联记录。

58、本发明进一步设置为，形成一个或多个故障定位记录包括：

59、分别获取各根本异常候选动作对应的动作类别和异常链路位置，根据动作类别和异常链路位置查询故障对象映射关系，确定各根本异常候选动作对应的候选故障对象及候选故障对象标识；

60、将对应相同候选故障对象标识的根本异常候选动作划分至同一根本异常证据组，并将各根本异常证据组对应的候选故障对象确定为目标故障对象；

61、获取同一根本异常证据组中各根本异常候选动作对应的指令发出时刻，将指令发出时刻最早的根本异常候选动作确定为首次异常动作，并将首次异常动作对应的调试工况确定为根本故障首次出现工况，将首次异常动作对应的异常链路位置确定为根本故障首次出现环节；

62、根据动作异常关联记录，提取传播来源对应于根本异常证据组中任一根本异常候选动作的传播异常动作，以及阻断来源对应于根本异常证据组中任一根本异常候选动作的依赖阻断动作；

63、将目标故障对象、根本故障首次出现工况、根本故障首次出现环节、各根本异常候选动作对应的动作链路判定记录、传播异常动作及依赖阻断动作进行关联，形成目标故障对象对应的故障定位记录；

64、当形成多个根本异常证据组时，分别形成各根本异常证据组对应的故障定位记录。

65、本发明进一步设置为，确定多工况联合调试结果包括：

66、当各调试路径中的全部动作节点均已执行，且各动作节点对应的动作链路判定结果均为动作响应链正常状态时，将多工况联合调试结果确定为调试通过；

67、当形成一个或多个根本异常证据组时，将多工况联合调试结果确定为调试未通过，输出各根本异常证据组对应的故障定位记录，所述故障定位记录包括目标故障对象、根本故障首次出现工况及根本故障首次出现环节。

68、本发明提供一种直流快充桩多工况联合调试与故障定位方法，通过根据直流快充桩的运行状态构建多个调试路径，将各调试路径对应的调试工况设置为动作节点，根据各动作节点的执行顺序建立动作依赖关系，并配置各动作节点对应的动作判定条件和故障对象映射关系，形成多工况动作依赖配置；根据多工况动作依赖配置，按照动作依赖关系依次执行满足前驱条件的动作节点以及满足安全执行条件的条件执行动作节点，获取各已执行动作节点对应的控制指令数据、执行反馈数据和电气响应数据，形成动作采集记录；根据动作采集记录，分别确定各动作节点对应的控制指令事件、执行反馈事件和电气响应事件，形成动作事件记录；根据动作事件记录中控制指令事件、执行反馈事件和电气响应事件的存在状态、发生顺序、响应时序及电气响应结果，确定各动作节点对应的异常链路位置或动作响应链正常状态，形成动作链路判定记录；根据动作依赖关系关联各动作节点对应的动作链路判定记录，确定根本异常、传播异常和依赖阻断动作，并根据根本异常对应的动作类别和异常链路位置，基于故障对象映射关系确定目标故障对象，形成一个或多个故障定位记录；根据动作链路判定记录和故障定位记录确定多工况联合调试结果，并输出目标故障对象、根本故障首次出现工况及根本故障首次出现环节，产生的有益效果包括：

69、通过依据执行反馈事件和电气响应事件的存在状态、发生顺序、响应时序及电气响应结果，将动作链路判定结果划分为控制执行段异常、执行状态反馈段异常、主功率响应段异常、输出调节段异常和动作响应链正常状态，实现对动作异常所处链路位置的分段识别，将针对动作执行结果的整体判定细化为对控制执行、状态反馈、主功率响应及输出调节环节的分别判定，从而缩小故障排查范围，提高直流快充桩故障定位的准确性。

70、通过依据动作依赖关系关联各动作节点的执行状态和动作链路判定结果，将前驱动作节点处于动作响应链正常状态而当前动作节点存在链路异常的动作节点确定为根本异常候选动作，将在前驱条件未满足状态下执行并产生链路异常的动作节点确定为传播异常动作，并将因前驱动作节点存在链路异常而未执行的动作节点确定为依赖阻断动作，实现对异常起始位置、异常传播范围及动作阻断范围的区分，减少将同一根本故障引起的多个后续异常分别确定为独立故障的情况。

71、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。