一种充电桩电源的故障诊断预警方法及系统与流程

本发明涉及充电桩电源状态监测，具体涉及一种充电桩电源的故障诊断预警方法及系统。

背景技术：

1、充电桩通常通过功率因数校正电路和直流变换电路完成交流输入整流、功率因数调节及直流输出，并根据动力电池的荷电状态在恒流充电模式与恒压充电模式之间切换。现有故障预测与健康管理（phm）方法多采用稳态电压、电流参数的固定阈值监测，在监测参数越限后识别电源异常。

2、然而，上述固定阈值监测方式以稳态工作点为判断对象，未利用恒流恒压切换阶段的动态功率响应。功率因数校正电路或直流变换电路发生渐进性性能退化时，稳态电压和电流仍可能处于正常范围，而恒流恒压切换阶段内已出现功率波动幅度增大、过渡时间变化及核心模块电压波动加剧，因而难以在故障显性化前识别电源退化。

3、因此，现有技术存在充电桩电源渐进性退化预警准确性不足的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种充电桩电源的故障诊断预警方法及系统，解决基于稳态电压、电流固定阈值的故障预测与健康管理方法难以利用恒流恒压切换阶段的动态功率响应，因而难以在故障显性化前识别功率因数校正电路和直流变换电路渐进性性能退化的问题。

2、第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供一种充电桩电源的故障诊断预警方法，包括：

3、获取充电桩电源在恒流恒压切换阶段的实时电压序列和实时电流序列并计算实时动态功率，得到实时动态功率序列；

4、从所述实时动态功率序列中提取功率波动幅度特征和过渡时间特征，得到当前响应特征集合；

5、计算所述当前响应特征集合与预设健康基准特征集合之间的多维空间欧氏距离，得到特征偏离度，若所述特征偏离度大于预设偏离阈值，则生成退化状态标识；

6、通过所述退化状态标识获取恒流恒压切换阶段内功率因数校正电路和直流变换电路的运行状态数据，并对两类运行状态数据进行时间同步与特征拼接，得到运行状态数据集；

7、若所述运行状态数据集中的电压波动指标大于预设的波动指标阈值，则判定存在故障显性风险，生成针对充电桩电源系统的预警指令。

8、第二方面，本发明提供了一种充电桩电源的故障诊断预警系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述充电桩电源的故障诊断预警方法的步骤。

9、第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述充电桩电源的故障诊断预警方法的步骤。

10、相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

11、（1）本发明通过在恒流恒压切换阶段同步获取实时电压序列和实时电流序列，计算实时动态功率序列，并提取功率波动幅度特征和过渡时间特征，能够在稳态电压和电流尚未越限时识别充电桩电源的渐进性性能退化，为故障显性化前生成预警指令提供动态响应依据，解决了现有技术中基于稳态电压、电流固定阈值的监测方式难以在故障显性化前识别电源退化的问题。

12、（2）本发明将当前响应特征集合与由健康充电桩历史切换数据建立的预设健康基准特征集合进行距离比较。该比较把不同充电过程统一到相同的特征空间，通过特征偏离度量化当前动态响应相对于健康状态的变化程度，从而在稳态输出尚未越限时形成退化状态标识。

13、（3）本发明在退化状态标识触发后进一步获取功率因数校正电路和直流变换电路的运行状态数据，通过时间同步、归一化和特征拼接形成运行状态数据集。两类电路状态的联合表征将前级功率校正环节与后级直流变换环节关联起来，减少仅依据单一电路参数产生的误判。

14、（4）本发明利用直流变换电路输出电压的波动指标确认故障显性风险，并根据波动超限值确定预警指令。退化状态识别与故障显性风险确认构成递进式诊断链，使预警结果同时具备动态退化依据和电路运行状态依据，提高充电桩电源维护决策的针对性。

1.一种充电桩电源的故障诊断预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的充电桩电源的故障诊断预警方法，其特征在于，所述获取充电桩电源在恒流恒压切换阶段的实时电压序列和实时电流序列并计算实时动态功率，得到实时动态功率序列，包括：

3.根据权利要求1所述的充电桩电源的故障诊断预警方法，其特征在于，所述从所述实时动态功率序列中提取功率波动幅度特征和过渡时间特征，得到当前响应特征集合，包括：

4.根据权利要求3所述的充电桩电源的故障诊断预警方法，其特征在于，所述预设健康基准特征集合，包括：

5.根据权利要求4所述的充电桩电源的故障诊断预警方法，其特征在于，所述若所述特征偏离度大于预设偏离阈值，则生成退化状态标识，包括：

6.根据权利要求1所述的充电桩电源的故障诊断预警方法，其特征在于，所述对两类运行状态数据进行时间同步与特征拼接，得到运行状态数据集，包括：

7.根据权利要求6所述的充电桩电源的故障诊断预警方法，其特征在于，所述电压波动指标，包括：

8.根据权利要求7所述的充电桩电源的故障诊断预警方法，其特征在于，所述生成针对充电桩电源系统的预警指令，包括：

9.一种充电桩电源的故障诊断预警系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任一项所述的充电桩电源的故障诊断预警方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的充电桩电源的故障诊断预警方法的步骤。