[發(fā)明專利]融合變壓器健康狀態(tài)和役齡的故障概率預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011374332.8
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112347663B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁鈺;林盾;萬信書;林道鴻;吳強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/15;G06F119/04
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 侯華民

1.一種融合變壓器健康狀態(tài)和役齡的故障概率預(yù)測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、獲取變壓器熱點(diǎn)溫度信息，計算變壓器等效役齡數(shù)據(jù)；

S2、獲取變壓器歷史故障信息，基于變壓器等效役齡數(shù)據(jù)和變壓器歷史故障信息建立偶然故障率模型；

S3、獲取變壓器健康狀態(tài)信息，建立確定故障率模型，所述確定故障率模型表達(dá)式如式(7)所示，

λ(CI)＝K×e^-C×100(e^C×(100-CI)-1) (7)

其中，K為比例參數(shù)，C為曲率參數(shù)，λ(CI)為設(shè)備故障發(fā)生概率，CI為設(shè)備健康狀態(tài)評分值；

S4、基于偶然故障率模型和確定故障率模型計算變壓器運(yùn)行故障概率；

所述步驟S1具體包括：

S11、計算變壓器相對老化速率；

S12、計算變壓器實(shí)際相對老化速率下的壽命損失L_a，計算式如式(1)所示，

其中，V為相對老化速率，T_a為變壓器實(shí)際運(yùn)行周期(T_a＝t₂-t₁)；

S13、計算變壓器等效役齡數(shù)據(jù)T_eq，計算式如式(2)所示，

其中，L_e為額定老化速率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融合變壓器健康狀態(tài)和役齡的故障概率預(yù)測方法，其特征在于，在步驟S11前，還包括：獲取變壓器設(shè)備信息，判斷變壓器采用熱改性紙或非熱改性紙，當(dāng)變壓器采用非熱改性紙時，其相對老化速率V通過式(3)計算，

其中θ_hs為變壓器熱點(diǎn)溫度；

當(dāng)變壓器采用熱改性紙時，其相對老化速率V通過式(4)計算，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融合變壓器健康狀態(tài)和役齡的故障概率預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：

S21、獲取變壓器歷史故障信息，計算故障分界點(diǎn)；

S22、采用灰色線性回歸模型對故障率曲線進(jìn)行擬合；

S23、基于變壓器故障率數(shù)據(jù)和等效役齡數(shù)據(jù)建立偶然故障率模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種融合變壓器健康狀態(tài)和役齡的故障概率預(yù)測方法，其特征在于，所述計算故障分界點(diǎn)具體包括：

S211、對變壓器歷史故障信息進(jìn)行濾波處理；

S212、基于變壓器歷史故障信息生成故障率曲線，計算故障率曲線上的曲率極值點(diǎn)；

S213、基于曲率極值點(diǎn)確定故障分界點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種融合變壓器健康狀態(tài)和役齡的故障概率預(yù)測方法，其特征在于，步驟S23中偶然故障率模型為雙參數(shù)形式Weibull分布的故障率函數(shù)，設(shè)有按時間排序的n組變壓器故障率數(shù)據(jù)(t₁,λ₁)，(t₂,λ₂)，...，(t_n,λ_n)，則故障率函數(shù)的表達(dá)式如式(5)所示：

其中λ表示故障率，t表示變壓器等效役齡，z表示形狀參數(shù)，η表示尺度參數(shù)，z和η為Weibull分布參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種融合變壓器健康狀態(tài)和役齡的故障概率預(yù)測方法，其特征在于，所述Weibull分布參數(shù)z和η具體通過以下步驟估計：

S231、代入變壓器故障率數(shù)據(jù)(t₁,λ₁)，(t₂,λ₂)，...，(t_n,λ_n)，構(gòu)建方程組其表達(dá)式如式(6)所示，

其中，A＝[a₁,a₂]＝[z,η]，進(jìn)而得到代求目標(biāo)函數(shù)Φ(A)，并設(shè)定精度要求tol和參數(shù)初始點(diǎn)A⁽⁰⁾，即k＝0；

S232、計算Φ(A)在點(diǎn)A^(k)處的梯度向量gΦ(A^(k))、雅克比矩陣J(A^(k))，并構(gòu)造近似海塞矩陣H(A^(k))，如果H(A^(k))不是正定矩陣則修正H(A^(k))使其正定，得到牛頓方向

S233、從A^(k)出發(fā)，沿方向d^(k)進(jìn)行非精準(zhǔn)一維搜索，求得可接受步長β^(k)；

S234、計算A^(k+1)＝A^(k)+β^(k)d^(k)以及對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值Φ(A^(k+1))；

S235、若滿足||A^(k+1)-A^(k)||tol，則終止迭代，分別輸出A^(k+1)和Φ(A^(k+1))作為求得的最優(yōu)參數(shù)和最優(yōu)函數(shù)值，否則，令k＝k+1，返回步驟S232。