[發明專利]基于TLS-ESPRIT的變壓器油紙絕緣擴展德拜等效電路參數辨識方法

有效

• 申請號: 202111052967.0
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113779914B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 劉慶珍;蘇凱強
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F30/3323
• 分類號: G06F30/3323;G06F17/13;G06F17/16
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

1.一種基于TLS-ESPRIT的變壓器油紙絕緣擴展德拜等效電路參數辨識方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、獲取去極化電流數據，并將去極化電流數據構造TLS-ESPRIT算法的Hankel矩陣；

步驟S2、對步驟S1構造的Hankel矩陣進行奇異值分解，得到矩陣的奇異值；

步驟S3、計算各奇異值的相對變化率，確定擴展德拜等效電路的極化支路數n；

步驟S4、通過旋轉空間不變技術(ESPRIT)求解出各條支路的時間常數；

步驟S5、通過總體最小二乘(TLS)求解出各條支路弛豫系數；

步驟S6、將各條支路的時間常數、弛豫系數帶入參數辨識公式，得到變壓器擴展徳拜等效電路參數；

所述步驟S1具體實現如下：

步驟S11、利用PDC儀器測量油紙變壓器的去極化電流數據x(i)(i＝1,2,3,…,N)，其中測量的過程中保證去極化電流是等間隔采樣點構成的離散電流序列；

步驟S12、利用步驟S11中測得的去極化電流數據x(i)，構造Hankel矩陣：

式中L＝N/3；

在步驟S2中，對Hankel矩陣X進行奇異值分解的具體方式如下：

對Hankel矩陣X進行奇異值分解得X＝SVD^T，式中：S為(N-L)×(N-L)維左奇異向量矩陣；D為(L+1)×(L+1)維右奇異向量矩陣；V為(N-L)×(L+1)維對角矩陣，該矩陣的對角元素σ_i(1≤i≤h，h＝min(N-L,L+1))即為矩陣X的奇異值，并且其按照降序排列；

所述步驟S3具體實現如下：

步驟S31、計算奇異值變化率：

步驟S32、根據奇異值變化率確定極化支路數：由于奇異值會在某分界點σ_k+1后變化率趨近于0，即δ_k+1＝0，此點即為實際電流信號與噪聲信號的分界點，故將此點前一點的編號k看做有效信號階數，即為極化支路數n。

2.根據權利要求1所述的基于TLS-ESPRIT的變壓器油紙絕緣擴展德拜等效電路參數辨識方法，其特征在于，所述步驟S4具體實現如下：

步驟S41、截取右奇異向量矩陣D的前n列記為矩陣D₀，將D₀刪去第一行得到D₁，將D₀刪去最后一行得到D₂，構造矩陣D₃＝[D₁,D₂]；

步驟S42、對D₃進行奇異值分解，得到其右奇異向量矩陣P，將P等分為4個子矩陣

步驟S43、計算的非零特征根λ_i，計算時間常數τ_i＝-1/(f_s×ln|λ_i|)，其中f_s為采樣頻。

3.根據權利要求2所述的基于TLS-ESPRIT的變壓器油紙絕緣擴展德拜等效電路參數辨識方法，其特征在于，所述步驟S5具體實現如下：

步驟S51、通過步驟S43求得的特征根λ_i，代入以下最小二乘法求出參數b_i：

步驟S52、計算弛豫系數A_i＝|b_i|。

4.根據權利要求3所述的基于TLS-ESPRIT的變壓器油紙絕緣擴展德拜等效電路參數辨識方法，其特征在于，所述步驟S6具體實現如下：

根據求得的τ_i和A_i，代入以下公式求得等效電阻極化電阻和極化電容參數：

式中，U₀為對絕緣介質施加的直流充電電壓，t_c為充電時間。