[發(fā)明專利]油浸式變壓器在線監(jiān)控數(shù)據(jù)可用性的評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611043946.1
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106770861B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 華中生;徐曉燕
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號分析領(lǐng)域，具體涉及一種油浸式變壓器在線監(jiān)控數(shù)據(jù)可用性的評價方法。

背景技術(shù)

目前，油浸式變壓器設(shè)備一般有兩種檢測手段來監(jiān)控設(shè)備的運轉(zhuǎn)，監(jiān)控的內(nèi)容是變壓器油內(nèi)特征氣體的含量。一種是在線監(jiān)控，即使用紅外測譜儀遠(yuǎn)程在線監(jiān)控設(shè)備；一種是帶電檢測，即專業(yè)人員到現(xiàn)場對變壓器內(nèi)部的油進(jìn)行取樣檢測。在線監(jiān)控裝置費用低，會產(chǎn)生大量密集的監(jiān)控數(shù)據(jù)，但其準(zhǔn)確度可能存在一定缺陷；為了安全性考慮，一般電網(wǎng)還會定期派專業(yè)人員到現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場檢測，從而得到相對于在線監(jiān)控數(shù)據(jù)比較稀疏的帶電檢測數(shù)據(jù)，并且當(dāng)在線監(jiān)控裝置顯示被檢測的變壓器出問題時，也會有專業(yè)人員去進(jìn)行現(xiàn)場檢測來核實情況，從而得到現(xiàn)場帶電檢測數(shù)據(jù)。

由于紅外色譜儀自身精確度和受外界環(huán)境影響等原因，在線紅外色譜儀所測得的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場檢測所得到的真實數(shù)據(jù)有一定的差距。因此，如何通過對在線紅外色譜儀監(jiān)控數(shù)據(jù)的測量誤差進(jìn)行分析，并根據(jù)可靠的帶電數(shù)據(jù)來評價高密度的在線色譜儀監(jiān)控數(shù)據(jù)是否可以反應(yīng)油浸式變壓器真實的情況，是一個值得關(guān)注的問題。

關(guān)于設(shè)備測量誤差分析，公開號為CN104280526A的中國專利文獻(xiàn)中公開了一種水質(zhì)自動在線監(jiān)控設(shè)備測量誤差的分析和估計方法，將在線監(jiān)控設(shè)備產(chǎn)生誤差的類型分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗大誤差三類，其中粗大誤差采用穩(wěn)健剔除異常數(shù)據(jù)的方法去除，系統(tǒng)誤差分為了周期性系統(tǒng)誤差、線性及多項式型系統(tǒng)誤差，以及常量系統(tǒng)誤差這三類，偶然誤差可以在估計系統(tǒng)誤差的過程中被消減。包括以下步驟：

步驟一、采用穩(wěn)健剔除異常數(shù)據(jù)的方法，剔除在線監(jiān)控數(shù)據(jù)中的粗大誤差；步驟二、從剔除粗大誤差后的在線監(jiān)控數(shù)據(jù)提取中位數(shù)x_e，判斷該中位數(shù)x_e是否在水質(zhì)樣本均值置信區(qū)間內(nèi)；如果否，則確定存在系統(tǒng)誤差，進(jìn)入步驟三；否則，確定沒有系統(tǒng)誤差，結(jié)束本流程；

步驟三、將系統(tǒng)誤差分為周期性系統(tǒng)誤差、線性及多項式型系統(tǒng)誤差和常量系統(tǒng)誤差；采用基于Burg法的譜分析和回歸分析相結(jié)合的方法估計周期性系統(tǒng)誤差；采用回歸分析方法，估計線性及多項式型的系統(tǒng)誤差；采用均值濾波方法，估計常量系統(tǒng)誤差，再采用卡爾曼濾波方法對常量系統(tǒng)誤差進(jìn)行估計和預(yù)測；同時，均值濾波和卡爾曼濾波還將偶然誤差消減；將三類系統(tǒng)誤差的估計結(jié)果相加，得到最終的系統(tǒng)誤差估計結(jié)果。

但是上述方法沒有對偶然(隨機(jī))誤差進(jìn)行單獨討論，且判斷有沒有系統(tǒng)誤差的方法太過簡單，如果真實數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)是相反的走向，它仍然會判定為沒有系統(tǒng)誤差，這顯然是不合適的。

黃師娟(黃師娟,張旭斌,董斌,等.雷達(dá)測量數(shù)據(jù)精度評估方法研究[J].測試技術(shù)學(xué)報,2015(1))等人提出了雷達(dá)測量數(shù)據(jù)精度評估方法，將雷達(dá)設(shè)備的測量誤差分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，隨機(jī)誤差指在多次測量中，其大小、符號可能各不相同，但具有統(tǒng)計規(guī)律，所出現(xiàn)的數(shù)值大小具有一定的概率分布的誤差項；系統(tǒng)誤差指具有一定的變化規(guī)律，可以用函數(shù)和數(shù)學(xué)模型來表示，數(shù)據(jù)處理時可以進(jìn)行修正的誤差項。又將系統(tǒng)誤差分為軸系誤差、數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)誤差、動態(tài)滯后誤差和大氣傳播誤差等。其采用最小二乘擬合逐點劃窗的方法統(tǒng)計雷達(dá)實時測量精度，用一個時間多項式來描述外測系統(tǒng)跟蹤導(dǎo)彈所得觀測量是隨時間變化的連續(xù)曲線.利用最小二乘估計可以擬合出觀測數(shù)據(jù)的時間多項式，然后對擬合后的殘差進(jìn)行統(tǒng)計，得到觀測數(shù)據(jù)的隨機(jī)誤差方差和相關(guān)函數(shù)(系數(shù))的估計值，具體方法如下：

首先，假設(shè)在時間上t₁,t₂,...,t_N進(jìn)行采樣，其輸出的觀測數(shù)據(jù)為x₁,x₂,...,x_N(雷達(dá)為等間隔采樣)，每個觀測數(shù)據(jù)x_i可以用一個m階多項式來表示，則每個觀測數(shù)據(jù)可以表示為：

其中a_j為多項式系數(shù)，ε_i為隨機(jī)誤差。

然后，假設(shè)觀測數(shù)據(jù)的隨機(jī)誤差序列{ε_i}具有無偏性和等方差且不相關(guān)的性質(zhì)。當(dāng)N>m+1時，對N個觀測數(shù)據(jù){x_i}應(yīng)用最小二乘估計可估計出多項式的系數(shù)序列如下。

其中

最后，觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確預(yù)測值為隨機(jī)誤差的方差估計為