【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及變壓器狀態評估技術，具體涉及一種基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法及系統。
技術介紹
1、變壓器是電力系統中必不可少的電氣設備，其運行可靠性直接影響到電力系統的安全。油中溶解氣體分析（dissolved?gas?analysis?，dga）技術是識別變壓器狀態的主要方法。dga?技術可實時監測變壓器絕緣油中溶解的多組分氣體如氫氣?(h2)、一氧化碳(co)、二氧化碳?(co2)、甲烷?(ch4)、乙烷?(c2h6)、乙烯?(c2h4)、乙炔?(c2h2)?等。根據這些實時監測值，評估系統通過比較實時氣體濃度及其增長速度與預設警報閾值來判斷變壓器的運行狀態。因此，設置合理的警告閾值對確保評估可靠性至關重要。
2、現行的iec?60599標準收集了全球?25?個電網的?20,000?多臺變壓器。根據溶解氣體數據繪制的曲線，按照累計分析總數的一定百分比（即?90%）得出氣體濃度閾值。這種標準沒有考慮到變壓器的差異，給定的?“90%”百分比比較主觀。對此，國內外研究機構在iec?60599標準的基礎上，提出了自己的標準。例如gb/t?7252標準中將變壓器分為“330?kv以上”和“220?kv以下”，并分別給出了警示值。該標準考慮了變壓器的不同電壓等級，但分類標準比較模糊，無法提供所有溶解氣體的評估閾值。另一項研究提出了基于dga的新三比值等新準則來獲得診斷結果，克服了傳統解釋技術的沖突。基于特征氣體的圖形化技術也被用于變壓器故障診斷。上述基于圖論和新準則的方法可以克服一些局限性，但難以徹底解決評估
3、綜上所述，現有的變壓器絕緣狀態評估方法存在以下技術問題：
4、1、現有基于dga的變壓器絕緣狀態評估方法未考慮變壓器差異性，例如不同等級、不同絕緣油類型等的變壓器絕緣狀態評估的氣體濃度、氣體增長速度閾值應存在差異。應用同一標準下評估閾值來診斷不同變壓器絕緣狀態易造成評估準確度低，易發生誤判、漏判，降低評估系統可靠性；
5、2、人工智能算法需大量樣本數據，計算復雜度高，難以應用于工程實踐中；
6、3、現有的評估算法需要故障樣本數據，變壓器實際運行過程中故障樣本獲取難度高。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法及系統，具有較高的可靠性和可擴展性，不會受到人工設置的閾值的影響，自適應性高，并且不需要故障樣本數據。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：
3、一種基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，包括以下步驟：
4、獲取指定類別的變壓器正常運行狀態下絕緣油中溶解氣體檢測的正常歷史數據；
5、對所述正常歷史數據進行預處理，然后建立坐標系并構造對應的網格空間集合，計算網格空間集合每一維上所有網格的相對熵閾值，最后根據每個網格的相對熵與對應的相對熵閾值的大小比較結果進行網格自適應劃分；
6、將自適應劃分的網格空間集合中每個網格內正常歷史數據個數與閾值進行比較以確定正常數據簇，計算所有正常數據簇的質心作為簇類中心，并計算坐標系中所有正常歷史數據與簇類中心的距離，根據所有正常歷史數據與簇類中心的距離確定正常狀態距離范圍；
7、獲取待評估的變壓器運行狀態下絕緣油中溶解氣體檢測的實時數據，對所述實時數據進行預處理，然后建立坐標系并計算坐標系中的實時數據與簇類中心的距離，根據實時數據與簇類中心的距離與正常狀態距離范圍的關系確定待評估的變壓器的絕緣狀態。
8、進一步的，所述指定類別的變壓器具體是指與待評估的變壓器類別相同的變壓器，獲取指定類別的變壓器正常運行狀態下絕緣油中溶解氣體檢測的正常歷史數據之前，還包括：根據電壓等級、絕緣油類型、體積、運行年限、生產廠商、實際負載、設備類型中的一種或者多種參數對變壓器進行分類。
9、進一步的，所述正常歷史數據為 x1× n1維的數據集，所述實時數據為 x1維的數據集，其中 x1表示氣體種類數， n1表示正常運行狀態下歷史數據維數，對所述正常歷史數據進行預處理以及對所述實時數據進行預處理時，均包括：計算所述正常歷史數據或實時數據中的特征量，使用數據降為方法對特征量進行降維，使得降維后的正常歷史數據為 x2× n1維的數據集，降維后的實時數據為 x2維的數據集，其中 x2表示根據氣體濃度計算的特征值維數。
10、進一步的，建立坐標系并構造對應的網格空間集合時，包括：設置坐標原點，并建立 x2維坐標系，根據 n1個數據在第 i維坐標的取值范圍設置步長 li， i=1,2,…, x2，根據步長 li等分數據集，構造網格空間集合d={ dij}， dij表示第 i維上第 j個網格中正常歷史數據個數。
11、進一步的，計算網格空間集合每一維上所有網格的相對熵閾值時，包括：
12、分別計算網格空間集合第 i維上每個網格的相對熵，表達式如下：
13、
14、其中， dij表示網格空間集合第 i維上第 j個網格， s( dij)是該網格里的元素數量占整個網格空間集合數據的比例，是第 i維上網格的數量；
15、計算第 i維所有網格的相對熵的中位數，根據第 i維所有網格的相對熵以及中位數確定相對熵閾值，表達式如下：
16、
17、其中， di是第 i維上全部網格的集合， mi是第 i維網格相對熵的中位數。 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，所述指定類別的變壓器具體是指與待評估的變壓器類別相同的變壓器，獲取指定類別的變壓器正常運行狀態下絕緣油中溶解氣體檢測的正常歷史數據之前，還包括：根據電壓等級、絕緣油類型、體積、運行年限、生產廠商、實際負載、設備類型中的一種或者多種參數對變壓器進行分類。
3.根據權利要求1所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，所述正常歷史數據為X1×N1維的數據集，所述實時數據為X1維的數據集，其中X1表示氣體種類數，N1表示正常運行狀態下歷史數據維數，對所述正常歷史數據進行預處理以及對所述實時數據進行預處理時，均包括：計算所述正常歷史數據或實時數據中的特征量，使用數據降為方法對特征量進行降維，使得降維后的正常歷史數據為X2×N1維的數據集，降維后的實時數據為X2維的數據集，其中X2表示根據氣體濃度計算的特征值維數。
4.?根據權利要求3所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣
5.根據權利要求4所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，計算網格空間集合每一維上所有網格的相對熵閾值時，包括：
6.根據權利要求1所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，根據每個網格的相對熵與對應的相對熵閾值的大小比較結果進行網格自適應劃分時，包括：比較當前網格的相對熵與對應的相對熵閾值的大小，若當前網格的相對熵大于對應的相對熵閾值，則將當前網格與同一行的前一個網格進行合并，然后比較當前網格同一行的下一網格的相對熵與對應的相對熵閾值的大小；若當前網格的相對熵小于對應的相對熵閾值，則直接比較當前網格同一行的下一網格的相對熵與對應的相對熵閾值的大小。
7.根據權利要求1所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，將自適應劃分的網格空間集合中每個網格內正常歷史數據個數與閾值進行比較以確定正常數據簇時，包括：
8.根據權利要求1所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，計算所有正常數據簇的質心作為簇類中心時，包括：
9.根據權利要求1所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，根據實時數據與簇類中心的距離與正常狀態距離范圍的關系確定待評估的變壓器的絕緣狀態時，包括：
10.一種基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估系統，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，所述指定類別的變壓器具體是指與待評估的變壓器類別相同的變壓器，獲取指定類別的變壓器正常運行狀態下絕緣油中溶解氣體檢測的正常歷史數據之前，還包括：根據電壓等級、絕緣油類型、體積、運行年限、生產廠商、實際負載、設備類型中的一種或者多種參數對變壓器進行分類。
3.根據權利要求1所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，所述正常歷史數據為x1×n1維的數據集，所述實時數據為x1維的數據集，其中x1表示氣體種類數，n1表示正常運行狀態下歷史數據維數，對所述正常歷史數據進行預處理以及對所述實時數據進行預處理時，均包括：計算所述正常歷史數據或實時數據中的特征量，使用數據降為方法對特征量進行降維，使得降維后的正常歷史數據為x2×n1維的數據集，降維后的實時數據為x2維的數據集，其中x2表示根據氣體濃度計算的特征值維數。
4.?根據權利要求3所述的基于油中溶解氣體分析的變壓器絕緣狀態評估方法，其特征在于，建立坐標系并構造對應的網格空間集合時，包括：設置坐標原點，并建立x2維坐標系，根據n1個數據在第i維坐標的取值范圍設置步長li，i=1,2,…,?x2，根據步長li等分數據集，構造網格空間集合d={?dij?}，dij表示第i維上第j個網...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李橙橙，胡勇勝，萬元，潘平衡，胡邊，鄧盛名，唐偉，溫和，石元，付亮，陳淼，劉章進，姜運，賀偉，曹旺，吳昊天，廖學順，盧典，
申請(專利權)人：湖南五凌電力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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