一種配網電容器剩余壽命預測方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種配網電容器剩余壽命預測方法及裝置。一種配網電容器剩余壽命預測裝置，包括信號采集單元、A/D轉換單元、CPU中央處理單元、4G通信傳輸單元和人機交互信息顯示單元，其特征在于：所述信號采集單元采集的信號輸出至A/D轉換單元的輸入端，所述A/D轉換單元的輸出端與CPU中央處理單元的輸入端連接，所述CPU中央處理單元與人機交互信息顯示單元和4G通信傳輸單元的輸入連接，所述的信號采集單元是由電流互感器、電壓互感器、濕度傳感器、溫度傳感器和降雨量傳感器組成。本發明專利技術具有輸入量提取簡單，精確度高，準確度好，預測效率高，為配網電容器的安全運行提供有效的保障。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于輸配電監測
，特別涉及一種配網電容器剩余壽命預測方法及裝置。
技術介紹
配網電容器作為配電網電壓調節和減小輸電線路損耗的設備，對配電網電壓穩定和潮流控制具有重要作用，電容器故障將對配電網無功潮流分布造成重大影響。配網電容器長時間使用過程中經常要承受短時的超過其額定電流的負載，短時過載會對電容器造成一定的損傷，損傷的不斷積累則會最終導致電容器故障，嚴重影響配網供電可靠性和電網安全運行。因此，準確掌握配網電容器剩余壽命，對電網運行管理部門至關重要。目前傳統方法主要是采用傳統經驗公式計算或定期檢查、更換等方法，存在的主要問題是不能及時發現故障，預測或判斷結果誤差較大等。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術目的是提供一種配網電容器剩余壽命預測方法，通過建立適合工程實際應用的配網電容器剩余壽命預測模型，以有效地解決對配網電容器剩余壽命的精確預測。本專利技術的另一個目的是提供一種配網電容器剩余壽命預測裝置，具有輸入量提取簡單，精確度高，準確度好，預測效率高，為配網電容器的安全運行提供有效的保障。為了實現上述目的，本專利技術是通過下述技術方案實現的：一種配網電容器剩余壽命預測方法，其特征在于步驟如下：步驟一：建立配網電容器剩余壽命演化系統的狀態向量：在固定時間間隔測量電容器電流、電容器電壓、電容器溫度、降雨量、空氣濕度，在一系列時刻t1,t2,...,tn(n為自然數，n＝1,2,…)得到電容器電流、電容器電壓、電容器溫度、降雨量、空氣濕度構成的一系列狀態向量：Xt1=(x11,x12,x13,x14,x15)TXt2=(x21,x22,x23,x24,x25)T...Xtn=(xn1,xn2,xn3,xn4,xn5)T]]>步驟二：給定初始權值向量：隨機給定t1時刻的對應的連接權值向量Wt1=(w11,w12,w13,w14,w15)T]]>即為初始權值向量。步驟三：修正權值向量：任一個時刻的狀態向量輸入后，權值向量調整量為：Wtn=(1)(WtnTXtn)2]]>為調整加速系數。給定壽命閾值控制量KD，令電容器剩余壽命的實際預測值為ytn=WtnTXtn]]>則權值調整方程式為：Wtn=(1)((ytnKD)Xtn)2]]>步驟四：計算權值向量最終值W0：定義tn為壽命閾值控制量KD與實際預測值之差，有：tn=(ytnKD)2]]>若tn時刻有：tn小于給定值，則此時對應的即為權值向量最終值W0。步驟五：計算配網電容器剩余壽命預測值：對于任一時刻tn+1，根據W0，有：ytn+1=Wtn1TXtn+1]]>即為配網電容器剩余壽命預測值。一種配網電容器剩余壽命預測裝置，包括信號采集單元、A/D轉換單元、CPU中央處理單元、4G通信傳輸單元和人機交互信息顯示單元，其特征在于：所述信號采集單元采集的信號輸出至A/D轉換單元的輸入端，所述A/D轉換單元的輸出端與CPU中央處理單元的輸入端連接，所述CPU中央處理單元與人機交互信息顯示單元和4G通信傳輸單元的輸入連接，所述的信號采集單元是由電流互感器、電壓互感器、濕度傳感器、溫度傳感器和降雨量傳感器組成。所述的電流互感器采用DHC03B型號、電壓互感器采用DH51D6V0.4B型號、濕度傳感器采用STYB3100111A50型號、溫度傳感器采用HE-200型號紅外溫度傳感器、降雨量傳感器采用BL-YW900型號雷達液位計。所述的A/D轉換單元選用TLC2543串行A/D轉換器。所述的CPU中央處理單元選用型號為STM32F103RBT6的單片機。所述的4G通信傳輸單元為ME3760型號的LTE模塊。所述的人機交互信息顯示單元為TFT_LCD型號的液晶顯示模塊。所述信號采集單元的輸出端分別經過信號轉換電路后連接到A/D轉換器TLC2543的輸入端AIN0、AIN1、AIN2、AIN3、AIN4，A/D轉換器TLC2543的輸出端EOC、I/O、IN、OUT、CS分別連接到單片機STM32F103RBT6芯片的PA1、PA2、PA3、PA4、PA5引腳，單片機STM32F103RBT6芯片的PB0、PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6、PB7、PB8、PB9、PB10、PB11、PB12、PB13、PB14、PB15分別與液晶顯示模塊的DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7、DB8、DB11、DB10、DB17、DB12、DB13、DB14、DB15、DB16連接，單片機STM32F103RBT6芯片的PC0、PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6、PC7、PC8與液晶顯示模塊的CS、WR、RST、BL、MISO、RS、RD、MOSI、SLK相連接，單片機STM32F103RBT6芯片的PC9、PC10引腳與4G通信ME3760型號的LTE模塊的DATA、DATA1端相連，4G通信傳輸模塊的ATN1端通過天線與遠方調度中心進行通訊。。由于采用上述技術方案，使得本專利技術與現有技術相比具有如下突出的有益效果：本專利技術一種配網電容器剩余壽命預測裝置，提出利用直接測量電容器電流、電容器電壓、電容器溫度、降雨量、空氣濕度作為輸入量，并最終利用A/D轉換單元、CPU中央處理單元、人機交互信息顯示單元和4G傳輸模塊實現配網電容器剩余壽命預測。這種方法避免傳統采用經驗公式計算或定期檢查、更換等方法，存在的主要問題是不能及時發現故障，預測或判斷結果誤差較大，并且具有輸入量提取簡單，精確度高，準確度好，預測效率高的特點。本專利技術一種配網電容器剩余壽命預測方法，通過建立適合工程實際應用的配網電容器剩余壽命預測模型，以有效地解決對配網電容器剩余壽命的精確預測。對配網電容器剩余壽命做出預測，能夠預防電網重大事故，改善電力品質，提高用電可靠性，同時預測過程滿足實時性要求，提高數據采集及處理的效率，提高配網電容器剩余壽命預測的速度和精度，實現了以較高精度和較短響應時間的優勢對配網電容器剩余壽命進行預測。具有較好的經濟效益和社會效益。附圖說明圖1是本專利技術一種配網電容器剩余壽命預測流程圖；圖2是本專利技術的結構示意框圖；圖3是本專利技術的電路連接結構示意圖；圖4是本專利技術的預測結果圖。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作進一步詳細說明。以下實施例僅為本專利技術的幾個具體實施例，但本專利技術的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本專利技術進行非實質性的改動，均應在本專利技術保護范圍之內。如圖1所示，本專利技術一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種配網電容器剩余壽命預測方法，其特征在于步驟如下：步驟一：建立配網電容器剩余壽命演化系統的狀態向量：在固定時間間隔測量電容器電流、電容器電壓、電容器溫度、降雨量、空氣濕度，在一系列時刻t1,t2,...,tn(n為自然數，n＝1,2,…)得到電容器電流、電容器電壓、電容器溫度、降雨量、空氣濕度構成的一系列狀態向量：Xt1=(x11,x12,x13,x14,x15)TXt2=(x21,x22,x23,x24,x25)T...Xtn=(xn1,xn2,xn3,xn4,xn5)T]]>步驟二：給定初始權值向量：隨機給定t1時刻的對應的連接權值向量Wt1=(w11,w12,w13,w14,w15)T]]>即為初始權值向量。步驟三：修正權值向量：任一個時刻的狀態向量輸入后，權值向量調整量為：Wtn=1(WtnTXtn)2]]>為調整加速系數。給定壽命閾值控制量KD，令電容器剩余壽命的實際預測值為ytn=WtnTXtn]]>則權值調整方程式為：Wtn=1(ytnKDXtn)2]]>步驟四：計算權值向量最終值W0：定義tn為壽命閾值控制量KD與實際預測值之差，有：tn=ytnKD2]]>若tn時刻有：tn小于給定值，則此時對應的即為權值向量最終值W0。步驟五：計算配網電容器剩余壽命預測值：對于任一時刻tn+1，根據W0，有：ytn+1=Wtn1TXtn+1]]>即為配網電容器剩余壽命預測值。...

【技術特征摘要】
1.一種配網電容器剩余壽命預測方法，其特征在于步驟如下：
步驟一：建立配網電容器剩余壽命演化系統的狀態向量：
在固定時間間隔測量電容器電流、電容器電壓、電容器溫度、降雨量、空氣濕度，在
一系列時刻t1,t2,...,tn(n為自然數，n＝1,2,…)得到電容器電流、電容器電壓、電容器溫
度、降雨量、空氣濕度構成的一系列狀態向量：
Xt1=(x11,x12,x13,x14,x15)TXt2=(x21,x22,x23,x24,x25)T...Xtn=(xn1,xn2,xn3,xn4,xn5)T]]>步驟二：給定初始權值向量：
隨機給定t1時刻的對應的連接權值向量
Wt1=(w11,w12,w13,w14,w15)T]]>即為初始權值向量。
步驟三：修正權值向量：
任一個時刻的狀態向量輸入后，權值向量調整量為：
Wtn=1(WtnTXtn)2]]>為調整加速系數。
給定壽命閾值控制量KD，令電容器剩余壽命的實際預測值為ytn=WtnTXtn]]>則權值調整方程式為：
Wtn=1(ytnKDXtn)2]]>步驟四：計算權值向量最終值W0：
定義tn為壽命閾值控制量KD與實際預測值之差，有：
tn=ytnKD2]]>若tn時刻有：tn小于給定值，則此時對應的即為權值向量最終值W0。
步驟五：計算配網電容器剩余壽命預測值：
對于任一時刻tn+1，根據W0，有：
ytn+1=Wtn1TXtn+1]]>即為配網電容器剩余壽命預測值。
2.一種權利要求1所述配網電容器剩余壽命預測裝置，包括信號采集單元、A/D轉換單
元、CPU中央處理單元、4G通信傳輸單元和人機交互信息顯示單元，其特征在于：所述信
號采集單元采集的信號輸出至A/D轉換單元的輸入端，所述A/D轉換單元的輸出端與CPU中
央處理單元的輸入端連接，所述CPU中央處理單元與人機交互信息顯示單元和4G通信傳輸
單元的輸入連接，所述的信號采集單元是由電流互感器、電壓互感器、濕度傳感器、溫度
傳感器和降雨量傳感器組成。
3.根據權利要求2所述的一種配網電容器剩余壽命預測裝置，其特征在于：所述的電
流互感器采用DHC03B型號、電壓互感器采用DH5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉呈昌，于鑫，劉劍豪，郭蕾，張軍，
申請(專利權)人：國網遼寧省電力有限公司丹東供電公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21