[發明專利]一種變壓器狀態分析方法、系統、設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202210014397.4
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114492116A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 尹凱;金巖磊;王言國;陸鑫
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F113/08;G06F119/08
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 何春暉;項榮

1.一種變壓器狀態分析方法，其特征在于，包括：

獲取變壓器的已知數據，并根據所述已知數據實時計算得出缺失數據；

將所述已知數據和所述缺失數據映射至三維模型以形成數字孿生體；

通過可變周期的數據更新對所述數字孿生體與所述變壓器進行實時數據同步；

獲取所述數字孿生體計算的所述變壓器的狀態數據，以用于提供控制決策提示。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述已知數據通過外部系統采樣并獲取，包括所述變壓器的靜態數據、動態數據和業務數據，具體為采樣的電流值、采樣的油溫、環境溫度和變壓器結構數據等。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述缺失數據包括電氣數據、溫度場數據和電磁場數據，具體為等效起始負荷系數、變壓器內的分層油溫和電磁場分布數據等。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述已知數據實時計算得出缺失數據，包括：

配置所述已知數據；

根據所述采樣的電流值計算所述等效起始負荷系數；

根據所述采樣的油溫、所述環境溫度和所述等效起始負荷系數，結合所述三維模型，通過有限元分析計算所述變壓器內的分層油溫；

根據所述變壓器結構數據，結合所述三維模型，通過有限元分析計算所述電磁場分布數據。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述等效起始負荷系數的計算公式為：

其中，I_*(eqv0)表示所述等效起始負荷系數，I_*(i)表示已知的所述變壓器處于正常運行狀態時第i+1次采樣得出的變壓器采樣數據的標幺值，i取0至n，n為設定的自然數；Δt₀表示預設的數據采樣間隔數據的初始值，當i大于等于1時，Δt_i表示所述變壓器處于正常運行狀態時第i次采樣和第i-1次采樣之間的數據采樣間隔，t表示預設的初始負荷等效時間。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述變壓器內的分層油溫的有限元計算公式為：

其中，λ表示為已知的沿著各坐標的導熱系數，為已知的單位體積的生熱率，x、y、z為已知的空間坐標,T為所述變壓器內的分層油溫。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述電磁場分布數據的有限元計算公式為：

其中，A為軸向矢量磁位即所述電磁場分布數據，為已知的水平磁阻率，為已知的垂直磁阻率，J為已知的源電流密度，x、y為已知的空間坐標。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述已知數據和所述缺失數據映射至三維模型以形成數字孿生體，包括：

將所述三維模型劃分為有限個互不重疊的單元，在每一個所述單元中，選擇一定數量的節點作為所述已知數據和所述缺失數據的計算插值點。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過可變周期的數據更新對所述數字孿生體與所述變壓器進行實時數據同步，包括：

所述靜態數據和所述業務數據可由所述外部系統推送更新或進行每日更新，并保存更新數據至關系庫；

所述動態數據可根據數據類型設置不同周期單獨更新，同時設置統一周期全部更新，并保存更新數據至實時庫；

所述數字孿生體從所述關系庫和所述實時庫讀取數據，實現與所述變壓器的數據同步。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述數字孿生體計算的所述變壓器的狀態數據，包括：

根據所述已知數據和所述缺失數據，獲取所述變壓器的多個不同狀態，以及所述多個不同狀態的穩定運行時長；

基于所述不同狀態的穩定運行時長所述變壓器的最終穩定運行時長。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述多個不同狀態包括電氣狀態、熱力狀態和電磁狀態。