基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法

本发明涉及电力系统设备监测，具体涉及基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法。

背景技术：

1、电力变压器作为电力系统的组成部分之一，对保障电力网络安全稳定的运行具有意义，因此，对于电力变压器的状态监测、预警具有实际意义。

2、传统电力变压器状态评价一般都利用“设备得分＝σ权重系数×指标评价分值”的方法，但是在上述方法中，权值不能体现各个指标对评价目标占比的实际情况，主观权重法所存在的人为因素，客观权重法所存在的完全依赖样本的不足。

技术实现思路

1、为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，所述方法包括：

2、s1：基于电力变压器的故障类型构建变压器多级状态评估指标体系；

3、s2：基于所述评估指标体系，使用层次分析法、粒子群优化层次分析法和秃鹫优化层次分析法分别计算影响变压器状态的指标主观权重；

4、s3：基于熵权法、标准离差法和critic法分别计算影响变压器状态的指标客观权重；

5、s4：基于指标的主观权重与指标客观权重利用极差最大化法计算综合权重；

6、s5：划分电力变压器的状态等级，基于所述状态等级确定评价集与隶属度函数，基于所述隶属度函数与指标的值计算隶属度矩阵；

7、s6：基于所述隶属度矩阵与所述评价集得到各指标的单项分值；

8、s7：基于所述综合权重与所述各指标的单项分值构建变压器运行状态量化评估模型；

9、s8：使用所述变压器运行状态量化评估模型对电力变压器运行状态进行评价，得到评价结果。

10、可选的，电力变压器运行状态评价方法还包括：s9：基于多元线性回归算法对所述电力变压器进行预警，预警方法包括：

11、基于电力变压器各指标的实际数据与所述评价结果分别作为输入和输出数据构建多元线性回归模型；

12、获取电力变压器的实时数据，将所述实时数据输入多元线性回归模型中进行预测，实现对电力变压器的预警。

13、可选的，所述电力变压器的故障类型包括：变压器的绝缘受潮、变压器的绝缘老化、变压器的绝缘油劣化、变压器的电弧放电、变压器的局部放电、变压器的优流放电、变压器的铁芯故障、变压器的绕组故障和变压器的电流回路故障。

14、可选的，所述s1中，基于电力变压器的故障类型构建变压器多级状态评估指标体系的内容具体包括：

15、将所述电力变压器的故障类型作为一级指标集，得到准测层；

16、将每一个一级指标对应的下级指标作为二级指标，得到指标层。

17、可选的，所述二级指标包括：

18、绝缘受潮对应的二级指标为：绝缘油介损、油中含水量、油击穿电压、绝缘电阻吸收比、极化指数、体积电阻率、h2含量和铁芯绝缘电阻；

19、绝缘老化对应的二级指标为：糠醛含量、绝缘油介损、油中含气量、纸板聚合度、绕组绝缘介损和体积电阻率；

20、绝缘油劣化对应的二级指标为：体积电阻率、绝缘油介损、油中含水量、油中击穿电压、铁芯绝缘电阻和油中含气量；

21、电弧放电对应的二级指标为：绕组直流电阻三相不平衡系数、局部放电量、h2含量和c2h2含量；

22、局部放电对应的二级指标为：局部放电量、油中含气量、h2含量、c2h4含量、绕组直流电阻三相不平衡系数和油中含水量；

23、油流放电对应的二级指标为：中性点油流放电、绝缘油介质、体积电阻率、油中含气量和c2h2含量；

24、铁芯故障对应的二级指标为：铁芯接地电流、铁芯绝缘电阻、c2h6含量和c2h4含量；

25、绕组故障对应的二级指标为：绕组短路阻抗初值差、绕组绝缘介损、绕组电容量初值差和h2含量；

26、电流回路故障对应的二级指标为：绕组直流电阻三相不平衡系数、co相对产气速率、co2相对产气速率和c2h4含量。

27、可选的，所述s4中，所述基于指标的主观权重与指标客观权重利用极差最大化法计算综合权重的内容具体包括：

28、基于指标主观权重与所述指标客观权重计算权重矩阵并确定组合权重的区间范围；

29、对所述权重矩阵使用级差最大化组合赋权法计算综合权重。

30、可选的，所述s5中，隶属度函数的内容具体包括：

31、电力变压器的状态包括正常、注意、异常和严重；

32、a.对于越大越好型指标，y1,y2,y3分别对应注意、异常、严重的阈值，其中，y1＞y2＞y3，隶属度函数包括：

33、注意隶属度函数为：

34、

35、异常隶属度函数为：

36、

37、严重隶属度函数为：

38、

39、b.对于越小越好型指标，y1,y2,y3分别对应注意、异常、严重的阈值，其中，y1＜y2＜y3，隶属度函数包括：

40、注意隶属度函数:

41、

42、g＜y1，0＜rg≤1，当rg越接近0代表越处于正常状态，当rg越接近1代表越处于注意状态；当g＝y1，rg＝1时，代表变压器处于注意状态；

43、异常隶属度函数:

44、

45、严重隶属度函数:

46、

47、将评价指标值g带入隶属度公式，得到各个评价指标的隶属度矩阵。

48、可选的，s6中，基于所述隶属度矩阵与所述评价集得到各指标的单项分值的公式为：

49、c＝r·vt＝(c1,c2,...cm)t

50、其中，r为隶属度矩阵，v为评价集。

51、可选的，s7中，基于所述综合权重与所述各指标的单项分值构建变压器运行状态量化评估模型的内容包括：

52、基于综合权重的各评价指标权重对各指标的单项分值进行加权，得到变压器运行状态量化评估模型：

53、

54、其中，z为变压器运行状态量化评估模型，w为综合权重，c为各指标的单项分值。

55、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

56、本发明在构建的目标层、准则层、指标层多个层次的变压器状态评估指标体系基础上，基于主观权重及其优化后的权重与多个客观权重为边界，以综合权重的方差最大为目标，以各指标的权重在合理区间及权重之和是1为约束条件，通过优化的多个策略获得综合权值；从变压器的绝缘受潮、变压器的绝缘老化、变压器的绝缘油劣化、变压器的电弧放电、变压器的局部放电、变压器的优流放电、变压器的铁芯故障、变压器的绕组故障和变压器的电流回路故障等多个维度获得体现电力变压器运行状态分值的方法，可以准确地了解变压器所处的健康度状态，有利于生产设备排产，减少维修成本。同时基于上述评价结果作为样本，利用多元线性回归模型对变压器运行状态进行在线预测，将事后的设备健康度评价，转为事前实时在线预测，对临界状态进行预警，避免发生故障，确保人身和设备安全。

技术特征：

1.一种基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，其特征在于，电力变压器运行状态评价方法还包括：s9：基于多元线性回归算法对所述电力变压器进行预警，预警方法包括：

3.根据权利要求1所述的基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，其特征在于，所述电力变压器的故障类型包括：变压器的绝缘受潮、变压器的绝缘老化、变压器的绝缘油劣化、变压器的电弧放电、变压器的局部放电、变压器的优流放电、变压器的铁芯故障、变压器的绕组故障和变压器的电流回路故障。

4.根据权利要求3所述的基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，其特征在于，所述s1中，基于电力变压器的故障类型构建变压器多级状态评估指标体系的内容具体包括：

5.根据权利要求4所述的基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，其特征在于，所述二级指标包括：

6.根据权利要求1所述的基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，其特征在于，所述s4中，所述基于指标的主观权重与指标客观权重利用极差最大化法计算综合权重的内容具体包括：

7.根据权利要求1所述的基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，其特征在于，所述s5中，隶属度函数的内容具体包括：

8.根据权利要求1所述的基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，其特征在于，s6中，基于所述隶属度矩阵与所述评价集得到各指标的单项分值的公式为：

9.根据权利要求1所述的基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，其特征在于，s7中，基于所述综合权重与所述各指标的单项分值构建变压器运行状态量化评估模型的内容包括：

技术总结
本发明公开了基于多维数据多策略的电力变压器运行状态评价方法，方法包括：基于电力变压器的故障类型构建变压器多级状态评估指标体系；基于评估指标体系，使用层次分析法、粒子群优化层次分析法和秃鹫优化层次分析法计算指标的主观权重；基于熵权法、标准离差法和CRITIC法分别计算指标的客观权重；基于主观权重与客观权重利用极差最大化法计算综合权重；划分电力变压器的状态等级与评价集，基于状态等级与隶属度函数计算隶属度矩阵；基于隶属度矩阵与评价集得到各指标的单项分值；基于综合权重与各指标的单项分值构建变压器运行状态量化评估模型；使用变压器运行状态量化评估模型对电力变压器运行状态进行评价，并对电力变压器进行预警。

技术研发人员：薛健,马星屹,李艳茜,白晶
受保护的技术使用者：北华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23