[發明專利]一種變壓器運行狀態監控與預測方法

有效

• 申請號: 202110532215.8
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113204922B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 劉亞東;嚴英杰;江秀臣;陳思
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F18/214;G06F18/24;G06N3/044;G06N3/08;G06F111/04;G06F111/08;G06F119/08
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

本發明公開了一種變壓器運行狀態監控與預測方法，包括：利用多物理場仿真策略建立變壓器溫度場參數反演模型并計算得到變壓器內部溫度場的參數分布情況；基于變壓器內部溫度場的參數分布情況實時監控變壓器運行特征，并采用變壓器健康狀態評估策略對變壓器內部溫度變化進行評估；根據變壓器的歷史運行數據以及內部溫度場變化數據，采用時滯特性預測算法對變壓器的未來內部運行狀態進行預測分析；當評估的溫度變化結果超過了警戒值或預測分析到異?，F象則發出預警信息，完成變壓器運行狀態的監控與預測。本發明能夠為運維人員處理異常現象提供重要的依據，并為故障的提前處理創造了寶貴的時間，提高了用電可靠性。

技術領域

本發明涉及電力裝備行業數字孿生的技術領域，尤其涉及一種變壓器運行狀態監控與預測方法。

背景技術

近幾年數字線程、邊緣計算、物聯網、云計算、機器學習、大數據、區塊鏈、人工智能等技術的快速發展，為數字孿生技術應用場景的實現提供了更多的技術支持，數字孿生技術迎來了在各行業的大規模擴展應用期。各行業的專家和學者們致力于推進數字孿生技術在各領域的應用，如產品制造領域、衛星工程領域、智慧城市領域、醫療領域、建筑領域等，數字孿生技術在各行業的開創式應用，推動了各行業的快速發展，同時也展現了其廣闊的應用價值和應用前景。

在電力裝備行業，一些設備生產公司或電網公司已經開展了數字孿生技術應用的案例，電力裝備數字孿生技術可廣泛應用于裝備的設計、生產制造、運行維護和報廢回收等全生命周期所有環節對裝備全生命周期信息的閉環管理。總體上來說，數字孿生技術在電力裝備行業的應用處于初級階段，采用數字孿生技術來解決電力裝備行業中存在的問題僅處于理論研究和試點應用階段，需要投入更多的研究與實踐。

當前關于電力裝備全生命周期過程中的設計、制造、安裝、運維等環節呈現離線、開環、缺少在線反饋的特點，如何打破產業鏈條各環節之間的技術隔閡，實現各環節的銜接與融合，是電力裝備領域實現數字化轉型面臨的難題。數字孿生技術作為一項聯系物理世界和信息世界的關鍵技術，可以實現物理實體與數字孿生體之間的雙向映射、動態交互和實時連接，通過實時測量、動態感知物理實體的實際狀態，并通過相關數字模型進行優化與決策，來調控物理實體的動作，以達到對物理實體全生命周期監測與控制的目標，給電力裝備制造和運行全行業產業鏈的數字化轉型升級提供技術手段。本發明根據數字孿生的核心思想，為數字孿生技術在電力裝備行業的應用提供了借鑒和參考。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述現有存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明解決的技術問題是：現有技術無法提前或實時準確的得到電力設備的運行狀態信息，從而無法提前或及時地判斷故障信息，可靠性差。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：利用多物理場仿真策略建立變壓器溫度場參數反演模型并計算得到變壓器內部溫度場的參數分布情況；基于所述變壓器內部溫度場的參數分布情況實時監控變壓器運行特征，并采用變壓器健康狀態評估策略對所述變壓器內部溫度變化進行評估；根據所述變壓器的歷史運行數據以及所述內部溫度場變化數據，采用時滯特性預測算法對變壓器的未來內部運行狀態進行預測分析；當評估的溫度變化結果超過了警戒值或預測分析到異常現象則發出預警信息，完成變壓器運行狀態的監控與預測。

作為本發明所述的變壓器運行狀態監控與預測方法的一種優選方案，其中：所述變壓器健康狀態評估策略包括，獲取不同狀態下的溫度參數分布數據集；根據若干個時刻不同狀態下的溫度參數分布數據集，構建變壓器健康狀態評估模型；獲取待識別的溫度參數分布數據集，將所述待識別的溫度參數分布數據集輸入所述變壓器健康狀態評估模型，得到所述變壓器內部溫度變化評估結果。