[發明專利]一種變壓器頂層油溫的預測方法及系統

在審

• 申請號: 202011178764.1
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112347695A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 譚風雷;張兆君;李義峰;朱超;徐剛;吳興泉;張根源
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司檢修分公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N20/10;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識產權代理事務所(普通合伙) 32264
• 代理人: 陳臣

本發明公開了一種變壓器頂層油溫的預測方法及系統，所述方法包括：計算研究樣本中各時刻與待預測時刻的綜合相關度，獲得與待預測時刻綜合相關度最大的相似時刻集；基于研究樣本確定支持向量機的最優參數；根據相似時刻集的大小和支持向量機的最優參數，預測變壓器頂層油溫。該方法有效提高了變壓器頂層油溫的預測精度，能夠及時發現變壓器內部潛在隱患，保證了變壓器的使用壽命，通過預測變壓器頂層油溫，也能夠為變壓器異常聲響的判別提供依據。

技術領域

本發明涉及一種變壓器頂層油溫的預測方法及系統，屬于變壓器技術領域。

背景技術

作為電網的核心設備，電力變壓器在電網中有著廣泛的應用前景，其工作狀態影響著電網的安全穩定運行。理論上講，電力變壓器的繞組熱點溫度是衡量內部熱狀態的重要參數，但鑒于繞組熱點溫度測量困難、成本高等缺點，目前一般還是采用頂層油溫來評估電力變壓器的熱狀態。如果能預測變壓器頂層油溫，則可提前評估變壓器的熱狀態，及時發現內部潛在熱故障，在保證變壓器使用年限的同時，有助于減少停電時間，保證全社會的供電可靠性，故開展變壓器頂層油溫預測具有實際意義。

目前，針對變壓器熱點溫度和油溫計算與預測，國內外已有大量研究，總結起來主要分為經驗公式、熱路模型和數值計算三類，其中經驗公式是利用現有的計算公式和人工經驗對熱點溫度進行粗略估計，一般誤差較大；熱路模型是基于熱學原理和熱電類比法建立的熱電溫度計算模型，該方法的計算精度受模型參數影響較大；數值計算是通過變壓器內部結構和散熱介質的研究，建立多物理融合計算的內部溫度分布，進而估算熱點溫度，隨著數值模擬水平的提高，該方法的計算結果基本符合變壓器真實熱狀態，但方法較為復雜。另外，隨著人工智能算法在變壓器領域的不斷深入，部分研究者將人工智能算法逐步應用到變壓器熱點溫度和油溫的預測中，但算法實現較為困難。為解決上述問題，亟需研究一種算法簡單、預測精度高的變壓器頂層油溫的預測方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種變壓器頂層油溫的預測方法及系統，能夠有效提高變壓器頂層油溫的預測精度。為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種變壓器頂層油溫的預測方法，所述方法包括如下步驟：

計算研究樣本中各時刻與待預測時刻的綜合相關度，獲得與待預測時刻綜合相關度最大的相似時刻集；

基于研究樣本確定支持向量機的最優參數；

根據相似時刻集的大小和支持向量機的最優參數，預測變壓器頂層油溫。

結合第一方面，進一步地，所述計算研究樣本中各時刻與待預測時刻的綜合相關度包括如下步驟：

計算變壓器頂層油溫各影響因素的直接相關系數；

根據計算出的直接相關系數，計算研究樣本中各時刻與待預測時刻的氣象相關度、時間相關度和負荷相關度；

基于氣象相關度、時間相關度和負荷相關度進行線性加權，得到研究樣本中各時刻與待預測時刻的綜合相關度。

結合第一方面，進一步地，變壓器頂層油溫的影響因素包括氣象、時間和負荷三類因素，所述氣象因素包括溫度、濕度、風速、氣壓、降雨量和光照強度，所述時間因素包括橫向日期和縱向時刻。

結合第一方面，進一步地，將各影響因素的數值進行歸一化處理，得到便于后續計算的數值：

式(1)中，Xg_ij表示待預測時刻前第i天第j時刻的第g種影響因素，C_x表示歸一化系數，取值范圍為0.01～0.45。

結合第一方面，進一步地，計算變壓器頂層油溫各影響因素的直接相關系數，所述直接相關系數為：