[發明專利]基于傳遞熵和小波神經網絡的電壓互感器誤差預測方法

有效

• 申請號: 202010561604.9
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111814390B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 李振華;鄭嚴鋼;黃悅華;李振興;邾玢鑫;徐艷春;楊楠;張磊;劉頌凱;蔣偉輝
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G01R35/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

基于傳遞熵和小波神經網絡的電壓互感器誤差預測方法，采集電子式電壓互感器運行的環境參量、電氣參數、誤差數據；通過傳遞熵理論，計算環境參量和電氣參數對誤差數據的傳遞熵值，以熵值大小及正負選取主要影響量，分別計算環境參量和電氣參數中的共5個影響因素對比差、角差的傳遞熵值，并篩選具有強相關性的影響因素。對篩選所得的影響因素進行歸一化處理，使數據處于一個數量級，將處理后的數據作為輸入量，通過小波神經網絡分別建立比差預測模型和角差預測模型。計算預測曲線與期望曲線的誤差，以平均絕對誤差來表征誤差預測方法的精度。本發明針對不同電壓等級下的電子式電壓互感器誤差都可以做到預測，具有良好的適應性。

技術領域

本發明涉及電子式電壓互感器校驗技術領域，具體涉及一種基于傳遞熵和小波神經網絡的電壓互感器誤差預測方法。

背景技術

電子式電壓互感器作為傳統電磁式電壓互感器的理想替代，目前大量應用于智能變電站中，為計量和保護設備提供準確的電壓測量數據。由于技術發展未成熟，其數字處理單元和傳感單元易受工作環境的干擾，存在長期運行后準確度退化的問題，這就要求尋求方法去獲知電子式電壓互感器的誤差變化。在工程中，專業人員定期對互感器進行維護檢修，因使用的設備不同，可分為離線檢修和在線校驗技術：

離線檢修需要互感器退出運行，線路停電后才能進行檢驗，如中國專利“一種電子式互感器校驗儀溯源方法及系統”(授權公告號：CN?105676160B)設計了一種電子式互感器校驗儀溯源方法及系統，需要互感器停電退運后，通過外加電源的校驗儀進行誤差數據的獲取。檢修周期一般為1至2年，期間無法獲知互感器的狀態。

在線校驗技術是在帶電情況下，將包含標準互感器的校驗裝置投入被校互感器回路，如中國專利“一種罐式電容式電壓互感器帶電檢測裝置”(授權公告號：CN104142487A)設計了一種罐式電容式電壓互感器帶電檢測裝置，對被校互感器進行長期帶電檢測。在線校驗裝置有著更高的測量準確度，造價更為昂貴，無法大規模普及，也可能存在校驗裝置長期并網運行后準確度退化的問題。

在建設智能電網和數字化變電站過程中，電子式電壓互感器作為重要的組成設備之一，能夠及時計量電網的節點電壓。電子式電壓互感器內部元件會受到電場、磁場、溫度、振動等因素的影響，長時間運行會產生準確度退化問題。各個因素對誤差的影響程度不同，因此需要進行篩選處理。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種基于傳遞熵和小波神經網絡的電壓互感器誤差預測方法，根據電子式電壓互感器運行時的環境參量、電氣參數、誤差數據進行建模仿真，預測比差和角差的變化曲線。該方法適用于電子式電壓互感器的誤差預測，可以及時獲取角差和比差是否超越規定限值，以此安排檢修計劃。

本發明采取的技術方案為：

基于傳遞熵和小波神經網絡的電壓互感器誤差預測方法，包括以下步驟：

步驟1、采集數據：

采集電子式電壓互感器運行的環境參量、電氣參數、誤差數據；

步驟2、數據篩選：

通過傳遞熵理論，計算環境參量和電氣參數對誤差數據的傳遞熵值，以熵值大小及正負選取主要影響量，分別計算環境參量和電氣參數中的共5個影響因素對比差、角差的傳遞熵值，并篩選具有強相關性的影響因素。

步驟3、建立誤差預測模型：

篩選具有強相關性的影響因素，進行歸一化處理，使數據處于一個數量級，將處理后的數據作為輸入量，通過小波神經網絡分別建立比差預測模型和角差預測模型。

步驟4、精度驗證：

對預測所得誤差進行反歸一化處理，得到實際數量級的數據。計算預測曲線與期望曲線的誤差，以平均絕對誤差來表征誤差預測方法的精度。