[發(fā)明專利]基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711271473.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN108038795B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮江軍;龔若涵;全妤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q50/06
• 分類號(hào): G06Q50/06;G06F30/27;G06F30/23;G06K9/62
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演方法，其特征是，包括：

S1以所考慮的變壓器環(huán)境因素為因素，根據(jù)變壓器所處的實(shí)際環(huán)境，采用正交法設(shè)計(jì)多因素多水平的訓(xùn)練樣本集；

S2在各訓(xùn)練樣本所對(duì)應(yīng)條件下，對(duì)變壓器進(jìn)行溫度場(chǎng)仿真，獲得反映變壓器內(nèi)部的熱點(diǎn)分布及油流溫度分布的溫度場(chǎng)分布圖；

S3從溫度場(chǎng)分布圖計(jì)算各訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的油介質(zhì)流動(dòng)曲線，即流線圖；從流線圖選取分布密集且流動(dòng)規(guī)律一致的流線為主流線；從主流線提取流線方向上油介質(zhì)的溫度變化曲線，即流線溫度變化曲線；根據(jù)流線溫度變化曲線選擇能表征流線溫度變化曲線變化趨勢(shì)的流線點(diǎn)，即流線溫度表征點(diǎn)；選取變壓器外殼上距離流線溫度表征點(diǎn)最近的1～3個(gè)點(diǎn)作為溫度測(cè)量點(diǎn)；

S4利用仿真法或試驗(yàn)測(cè)量法，獲得各預(yù)設(shè)工況下變壓器的外部環(huán)境參數(shù)、熱點(diǎn)溫度和溫度測(cè)量點(diǎn)溫度，預(yù)設(shè)工況以及預(yù)設(shè)工況所對(duì)應(yīng)的外部環(huán)境參數(shù)、熱點(diǎn)溫度、溫度測(cè)量點(diǎn)溫度構(gòu)成測(cè)試樣本集；

S5根據(jù)步驟S2獲得的溫度場(chǎng)分布圖預(yù)判熱點(diǎn)在變壓器繞組的位置；

S6以測(cè)試樣本集中外部環(huán)境參數(shù)和溫度測(cè)量點(diǎn)溫度為輸入，采用支持向量機(jī)對(duì)預(yù)判熱點(diǎn)所在繞組位置同時(shí)進(jìn)行溫度分布反演，最大溫度即熱點(diǎn)溫度，最大溫度所在位置即熱點(diǎn)位置。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演方法，其特征是：

所述所考慮的變壓器環(huán)境因素包括低壓熱源、高壓熱源、環(huán)境溫度、上對(duì)流換熱系數(shù)、下對(duì)流換熱系數(shù)、側(cè)邊對(duì)流換熱系數(shù)中的多種。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演方法，其特征是：

步驟S2進(jìn)一步包括：

基于多物理場(chǎng)耦合的變壓器三維模型，利用有限元法計(jì)算或利用負(fù)載試驗(yàn)得到各訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)條件下變壓器的損耗；

以損耗為熱源，以變壓器環(huán)境因素為輸入，對(duì)各訓(xùn)練樣本所對(duì)應(yīng)條件下的變壓器進(jìn)行溫度場(chǎng)仿真，獲得溫度場(chǎng)分布圖。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演方法，其特征是：

所述變壓器三維模型包括鐵芯、繞組、結(jié)構(gòu)件、油道和散熱器。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演方法，其特征是：

所述預(yù)設(shè)工況包括額定負(fù)載、過負(fù)責(zé)、欠負(fù)載中的一種或多種。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演方法，其特征是：

所述變壓器的外部環(huán)境參數(shù)包括溫度、風(fēng)速、濕度中的一種或多種。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演方法，其特征是：

步驟S5具體為：

將變壓器繞組上溫度大于預(yù)設(shè)溫度的位置預(yù)判為熱點(diǎn)位置。

8.如權(quán)利要求1所述的一種基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演方法，其特征是：

步驟S6進(jìn)一步包括：

以測(cè)試樣本集中外部環(huán)境參數(shù)和溫度測(cè)量點(diǎn)溫度為支持向量回歸機(jī)的輸入，選擇不同的SVR核函數(shù)分別對(duì)預(yù)判熱點(diǎn)所在繞組的溫度分布進(jìn)行反演；

分析各訓(xùn)練樣本下預(yù)判熱點(diǎn)所在繞組的溫度實(shí)測(cè)值和反演溫度的誤差，并結(jié)合訓(xùn)練樣本進(jìn)行內(nèi)部交叉驗(yàn)證，確定最優(yōu)SVR核函數(shù)及最佳尋優(yōu)參數(shù)；

利用最佳尋優(yōu)參數(shù)訓(xùn)練SVR核函數(shù)，在各測(cè)試樣本下反演預(yù)判熱點(diǎn)所在繞組的溫度分布，最大溫度即熱點(diǎn)溫度，最大溫度所在位置即熱點(diǎn)位置。

9.基于流線和支持向量機(jī)的變壓器熱點(diǎn)溫度反演系統(tǒng)，其特征是，包括：

第一模塊，用來以所考慮的變壓器環(huán)境因素為因素，根據(jù)變壓器所處的實(shí)際環(huán)境，采用正交法設(shè)計(jì)多因素多水平的訓(xùn)練樣本集；

第二模塊，用來在各訓(xùn)練樣本所對(duì)應(yīng)條件下，對(duì)變壓器進(jìn)行溫度場(chǎng)仿真，獲得反映變壓器內(nèi)部的熱點(diǎn)分布及油流溫度分布的溫度場(chǎng)分布圖；

第三模塊，用來從溫度場(chǎng)分布圖計(jì)算各訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的油介質(zhì)流動(dòng)曲線，即流線圖；從流線圖選取分布密集且流動(dòng)規(guī)律一致的流線為主流線；從主流線提取流線方向上油介質(zhì)的溫度變化曲線，即流線溫度變化曲線；根據(jù)流線溫度變化曲線選擇能表征流線溫度變化曲線變化趨勢(shì)的流線點(diǎn)，即流線溫度表征點(diǎn)；選取變壓器外殼上距離流線溫度表征點(diǎn)最近的1～3個(gè)點(diǎn)作為溫度測(cè)量點(diǎn)；

第四模塊，用來利用仿真法或試驗(yàn)測(cè)量法，獲得各預(yù)設(shè)工況下變壓器的外部環(huán)境參數(shù)、熱點(diǎn)溫度和溫度測(cè)量點(diǎn)溫度，預(yù)設(shè)工況以及預(yù)設(shè)工況所對(duì)應(yīng)的外部環(huán)境參數(shù)、熱點(diǎn)溫度、溫度測(cè)量點(diǎn)溫度構(gòu)成測(cè)試樣本集；

第五模塊，用來根據(jù)第二模塊獲得的溫度場(chǎng)分布圖預(yù)判熱點(diǎn)在變壓器的繞組的位置；

第六模塊，用來以測(cè)試樣本集中外部環(huán)境參數(shù)和溫度測(cè)量點(diǎn)溫度為輸入，采用支持向量機(jī)對(duì)預(yù)判熱點(diǎn)所在繞組同時(shí)進(jìn)行溫度分布反演，最大溫度即熱點(diǎn)溫度，最大溫度所在位置即熱點(diǎn)位置。