【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，具體為一種基于garch模型的繼電保護裝置評估方法及系統。
技術介紹
1、現代電網系統效率不斷提高的同時，伴隨著系統復雜性、不確定性的增加。繼電保護裝置是保障電網系統安全的首道防線，其拒動、誤動可能無法遏制系統故障的惡化，甚至加大造成的損失。因此，其可靠性的研究已成為保障電網系統安全的重要內容。
2、評估繼電保護裝置的可靠性，廣泛采用的是解析法，即建立可靠性模型，計算參數指標。有技術采用小樣本數據故障率進行樣本擴充，對故障率模型進行參數估計，得到可靠使用壽命；有技術以繼電保護設備的實際運行狀態為依據、相應的狀態評價標準為參考，采用健康指數量化設備各項狀態的優劣水平；有技術建立基于對數正態分布的壽命模型，然后通過修正極大似然函數法對截尾壽命數據進行不同模型間的辨識，并使用最小二乘法和平均秩次法進行參數估計，最終完成繼電保護裝置壽命預估。
3、以上技術均根據現有裝置以往實際可靠性數據進行解析、預測，實際數據在獲取過程中難免存在系統誤差和測量誤差，導致預測的精度降低。另外，在模型構建過程中忽略方差存在，將導致殘差的方差被嚴重低估，在參數顯著性檢驗中產生“納偽”錯誤，導致模型的精度受影響。
技術實現思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本專利技術。
2、因此，本專利技術解決的技術問題是：現有技術難免存在系統誤差和測量誤差，導致預測的精度降低。另外，在模型構建過程中忽略方差存在，將導致殘差的方差被嚴重低估，在參數顯著性檢驗中產生“納偽”錯誤，
3、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種基于garch模型的繼電保護裝置評估方法，包括：采集繼電保護裝置運行數據，計算缺陷率。
4、對缺陷率進行參數估計，計算殘差序列。
5、檢驗殘差序列是否平穩，建立基于garch模型的可靠性評估模型。
6、根據模型預測未來數據，通過裝置可靠度計算，得到裝置可靠使用壽命。
7、作為本專利技術所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法的一種優選方案，其中：所述采集繼電保護裝置運行數據包括，采集已投運現場的繼電保護裝置運行數據，剔除異常數據，用相同時間間隔進行采樣。獲取的數據用時間t分隔為兩部分。
8、繼電保護裝置全生命周期的缺陷率隨時間變化的函數λ(t)表示為：
9、
10、其中，a表示尺度參數，b表示形狀參數。
11、裝置可靠度函數表示為：
12、
13、其中，r(t)表示裝置可靠度。
14、作為本專利技術所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法的一種優選方案，其中：所述計算缺陷率包括，對繼電保護裝置全生命周期的缺陷率隨時間變化的函數λ(t)進行預處理，表示為：
15、λ(t)＝em·tn
16、對預處理后公式兩邊取對數處理，轉化為一次線性形式，表示為：
17、ln[λ(t)]＝m+nlnt
18、結合繼電保護裝置全生命周期的缺陷率隨時間變化的函數λ(t)，得到尺度參數和形狀參數的值，表示為：
19、
20、b＝n+1
21、其中，m表示與缺陷率函數中的尺度參數a相關，通過擬合得到的系數，n表示與缺陷率函數中的形狀參數b相關，通過擬合得到的系數。
22、作為本專利技術所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法的一種優選方案，其中：所述對缺陷率進行參數估計，計算殘差序列包括，繼電保護裝置的平均缺陷率數據是一組非平穩時間序列。任何一個時間序列{xt}分解為兩部分的疊加，一部分為多項式決定的確定性趨勢分析，另一部分為平穩的零均值誤差成份，表示為：
23、
24、其中，xt表示觀察值或時間序列數據，yt表示趨勢成分，zt表示誤差項，μj表示常數系數，j表示階數，wt表示一個零均值的白噪聲序列，表示延遲算子。
25、將{ln[λ(t)]}序列分為兩部分考慮，確定性趨勢部分建立關于時間的多項式模型。誤差成份用異方差模型。確立ln[λ(t)]關于lnt的模型表示為：
26、
27、其中，ut表示一個獨立的噪聲序列，均值為零。
28、作為本專利技術所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法的一種優選方案，其中：所述檢驗殘差序列是否平穩，建立基于garch模型的可靠性評估模型包括，通過增廣迪基-福勒檢驗法檢驗殘差序列是否平穩。
29、增廣迪基-福勒檢驗模型表示為：
30、
31、其中，δyt表示yt的一階差分，δyt＝yt-yt-1。α表示常數項，βt表示時間趨勢項。γyt-1表示滯后一期的自變量項。δiδyt-i表示滯后差分項，控制自相關。∈t表示誤差項。
32、原假設h0為時間序列存在單位根，序列非平穩γ＝0。
33、備擇假設h1為時間序列不存在單位根，序列平穩γ<0。
34、檢驗γ的t統計量，和臨界值進行比較，表示為：
35、
36、其中γ^表示估計的γ，se(γ^)表示γ^的標準誤。
37、將計算得到的tγ與adf檢驗表中的臨界值進行比較。若tγ小于臨界值的5％，則拒絕原假設，認為序列平穩。否則序列不平穩。
38、作為本專利技術所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法的一種優選方案，其中：所述建立基于garch模型的可靠性評估模型包括，對誤差成分ut建立冠以條件自回歸方差模型，結合ln[λ(t)]關于lnt的模型組成評估模型，表示為：
39、
40、系數滿足的約束條件表示為：
41、
42、其中，σt2表示表示時間序列的波動性，α0表示常數項，αi表示arch項系數，表示滯后i期的殘差平方項的影響。ut-i2表示滯后i期的殘差平方，βj表示garch項系數，表示滯后j期的條件方差的影響。σt-j2表示滯后j期的條件方差。
43、第t時刻一個噪聲發生的方差是一個隨時間變化的量，為條件異方差，并且這個隨時間變化的方差是過去有限項噪聲值平方的線性組合，是一個自回歸函數，構成了回歸條件異方差模型。第t時刻噪聲的方差是過去若干項噪聲值平方的組合，若在前面若干時刻噪聲的方差變大，則在第t時刻噪聲的方差跟著變大。若在前面若干時刻噪聲的方差變小，則第t時刻噪聲的方差也跟著變小。
44、作為本專利技術所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法的一種優選方案，其中：所述根據模型預測未來數據，通過裝置可靠度計算，得到裝置可靠使用壽命包括，使用garch模型，利用歷史數據估計模型參數μj、αi、βj。
45、計算模型擬合后的殘差，對殘差序列進行adf檢驗，確保殘差序列平穩。
46、使用garch模型對殘差序列建模，得到條件方差。
47、使用擬合好的模型預測未來的時間序列本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于GARCH模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于GARCH模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述采集繼電保護裝置運行數據包括，采集已投運現場的繼電保護裝置運行數據，剔除異常數據，用相同時間間隔進行采樣；獲取的數據用時間T分隔為兩部分；
3.如權利要求2所述的基于GARCH模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述計算缺陷率包括，對繼電保護裝置全生命周期的缺陷率隨時間變化的函數λ(t)進行預處理，表示為：
4.如權利要求3所述的基于GARCH模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述對缺陷率進行參數估計，計算殘差序列包括，繼電保護裝置的平均缺陷率數據是一組非平穩時間序列；任何一個時間序列{Xt}分解為兩部分的疊加，一部分為多項式決定的確定性趨勢分析，另一部分為平穩的零均值誤差成份，表示為：
5.如權利要求4所述的基于GARCH模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述檢驗殘差序列是否平穩，建立基于GARCH模型的可靠性評估模型包括，通過增廣迪基-福勒檢驗法檢驗殘差序列是否平穩
6.如權利要求5所述的基于GARCH模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述建立基于GARCH模型的可靠性評估模型包括，對誤差成分ut建立冠以條件自回歸方差模型，結合ln[λ(t)]關于lnt的模型組成評估模型，表示為：
7.如權利要求6所述的基于GARCH模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述根據模型預測未來數據，通過裝置可靠度計算，得到裝置可靠使用壽命包括，使用GARCH模型，利用歷史數據估計模型參數μj、αi、βj；
8.一種采用如權利要求1-7任一所述方法的一種基于GARCH模型的繼電保護裝置評估系統，其特征在于：
9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述的方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述的方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種基于garch模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述采集繼電保護裝置運行數據包括，采集已投運現場的繼電保護裝置運行數據，剔除異常數據，用相同時間間隔進行采樣；獲取的數據用時間t分隔為兩部分；
3.如權利要求2所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述計算缺陷率包括，對繼電保護裝置全生命周期的缺陷率隨時間變化的函數λ(t)進行預處理，表示為：
4.如權利要求3所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述對缺陷率進行參數估計，計算殘差序列包括，繼電保護裝置的平均缺陷率數據是一組非平穩時間序列；任何一個時間序列{xt}分解為兩部分的疊加，一部分為多項式決定的確定性趨勢分析，另一部分為平穩的零均值誤差成份，表示為：
5.如權利要求4所述的基于garch模型的繼電保護裝置評估方法，其特征在于：所述檢驗殘差序列是否平穩，建立基于garch模型的可靠性評估模型包...
【專利技術屬性】
技術研發人員：余志遠，趙佳佳，路浩，
申請(專利權)人：南京國電南自維美德自動化有限公司，
類型：發明
國別省市：
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