[發(fā)明專利]考慮實時健康狀態(tài)的電力變壓器可靠性評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610890465.8
• 申請日: 2016-10-11
• 公開（公告）號: CN106569052B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李大虎;孫建波;樓賢嗣;何宇斌;郭創(chuàng)新
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)湖北省電力公司;浙江大學(xué);國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 葉志堅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力變壓器可靠性評估領(lǐng)域，特別涉及一種考慮實時健康狀態(tài)的電力變壓器可靠性評估方法。

背景技術(shù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)重要的一次設(shè)備，其安全穩(wěn)定地運(yùn)行對于電力系統(tǒng)的可靠性來說至關(guān)重要。因此建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ鸵杂嬎汶娏ψ儔浩鞯耐＿\(yùn)率，從而對停運(yùn)率較高的電力變壓器進(jìn)行維修是十分必要的。

而目前計算電力變壓器的模型存在一些不足。有些模型簡單基于歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，不考慮設(shè)備老化狀態(tài)，這種模型一是無法準(zhǔn)確反映個體實際情況，二是不能反映維修行為的影響。而有些實時模型中沒有考慮變壓器在線監(jiān)測的實時健康狀態(tài)，即使在部分考慮實時監(jiān)測狀態(tài)的模型中，也沒有考慮監(jiān)測間隔對可靠性評估結(jié)果的影響。針對這些不足，本發(fā)明專利提出了一種基于比例風(fēng)險模型的考慮實時健康狀態(tài)的電力變壓器可靠性評估方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前的計算電力變壓器停運(yùn)率的方法忽略了設(shè)備老化狀態(tài)轉(zhuǎn)移，以及簡單地認(rèn)為當(dāng)前時刻變壓器的健康狀態(tài)始終等于最后狀態(tài)監(jiān)測時刻的狀態(tài)等問題，提供一種考慮實時健康狀態(tài)的電力變壓器可靠性評估方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括如下步驟：

步驟1、確定當(dāng)前時刻、最后狀態(tài)監(jiān)測時刻、最后狀態(tài)轉(zhuǎn)移點、未來考察時間點、電力變壓器狀態(tài)逗留時間的初始分布等條件；

所述的當(dāng)前時刻是進(jìn)行電力變壓器停運(yùn)率計算的時刻t₀；

所述的最后狀態(tài)監(jiān)測時刻是最后一次狀態(tài)監(jiān)測時刻Δ_m；

所述的未來考察時間點是計算電力變壓器停運(yùn)率的目標(biāo)時刻；

所述的電力變壓器狀態(tài)逗留時間的初始分布分為兩種情況。

第一種情況為當(dāng)前時刻t₀是狀態(tài)監(jiān)測時刻，則當(dāng)前時刻的健康狀態(tài)已知，變壓器健康狀態(tài)通過在線監(jiān)測或離線檢測直接獲取。在這種情況下， t₀是狀態(tài)監(jiān)測時刻，假設(shè)t₀時刻電力變壓器的狀態(tài)Z(t₀)＝j(luò)，則狀態(tài)j的逗留時間X_j需要滿足X_j＞t₀-T_j-1。其中T_j-1為上一次變壓器健康狀態(tài)改變的時刻；狀態(tài)j的逗留時間須按照條件分布進(jìn)行采樣，之后的逗留時間分布g(y) 為原始分布。

第二種情況為t₀不是狀態(tài)監(jiān)測時刻，則當(dāng)前時刻的健康狀態(tài)未知，此時對應(yīng)為：變壓器健康狀態(tài)在之前狀態(tài)監(jiān)測時刻已經(jīng)得到，下一個在線監(jiān)測或離線檢測時刻尚未達(dá)到。在這種情況下，t₀不是狀態(tài)監(jiān)測時刻，則距離t₀最近的上一次狀態(tài)監(jiān)測時刻為Δ_m，則狀態(tài)j的逗留時間X_j需滿足 X_j＞Δ_m-T_j-1。狀態(tài)j的逗留時間分布為條件分布，之后的逗留時間分布g(y) 為原始分布。此時，t₀時刻不一定處于狀態(tài)j，由實際采樣樣本確定。

步驟2、通過接受拒絕(Acception-Rejection)采樣方法生成每個狀態(tài)的狀態(tài)逗留時間；

所述的Acception-Rejection采樣方法步驟如下：

假設(shè)G(y)是待采樣的分布，F(xiàn)(y)是一個已知的能夠直接進(jìn)行采樣的簡單分布，則：

①產(chǎn)生分布為F(y)的隨機(jī)變量y；

②生成一個(0，1)均勻分布的隨機(jī)數(shù)U；

③如果則接收y作為分布G(y)的一個樣本；否則，返回第①步。

其中，系數(shù)c應(yīng)確保

步驟3、計算本次采樣樣本下的可靠度與平均剩余壽命；

所述的可靠度計算方法如下：

若已知變壓器在t₀時刻正常運(yùn)行，則根據(jù)可靠性數(shù)學(xué)理論可知，在未來時刻t的可靠度函數(shù)為

其中λ(s,Z(s))＝λ₀(s)·Ψ(Z(s))(2)式中，T是故障時刻，λ₀(s)是基準(zhǔn)函數(shù)，用來描述設(shè)備基本的老化過程，模型中采用了威布爾分布的基準(zhǔn)函數(shù)Ψ(Z(s))是連接函數(shù)，用來量化協(xié)變量Z(s)對強(qiáng)迫停運(yùn)率的影響，模型中法采用了指數(shù)分布的連接函數(shù)e^γZ(s)。Z(s)稱為時刻s的協(xié)變量狀態(tài)，即變壓器實時健康狀態(tài)，由變壓器DGA的周期性監(jiān)測數(shù)據(jù)得出。