[發明專利]一種變壓器在線監測用頂層油溫數據的處理方法及系統

在審

• 申請號: 202210365932.0
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114896749A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 張若愚;白志軒;石崢;葛惠陽;陳偉坤;李宗;雷敏;吳壽山;孫昭昌;于大海;張珂
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司青島供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

本發明提供了一種變壓器在線監測用頂層油溫數據的處理方法及系統，包括：獲取頂層油溫數據；通過三西格瑪準則檢測并剔除獲取的頂層油溫數據時間序列中的異常數據；利用灰色模型對剔除異常數據后的頂層油溫數據時間序列的整體趨勢進行擬合，得到趨勢修復值；利用馬爾可夫理論對擬合結果進行調整，通過狀態轉移矩陣生成波動修復值，將趨勢修復值與波動修復值累加，得到最終的修復值，對頂層油溫數據時間序列進行數據修復，提高了數據質量差，實現了對數據的充分利用。

技術領域

本發明屬于數據處理技術領域，尤其涉及一種變壓器在線監測用頂層油溫數據處理方法及系統。

背景技術

隨著對供電可靠性要求的提高，電力設備的檢修模式由預防性維修模式逐漸轉變，當前各電網公司均在大力提倡狀態檢修，大量的在線監測裝置投入使用，如油中溶解氣體含量、頂層油溫等狀態量在線監測系統。當設備內部發生熱故障、放電性故障或者油、紙老化時，會產生各種氣體，這些氣體會溶解于油中，不同類型的氣體及其濃度可以反映不同類型的故障。變壓器的預期壽命與當前負載能力與其內部的熱狀態有關。目前工程上采用變壓器繞組熱點溫度和變壓器頂層油溫這兩項指標來評估變壓器的內部熱狀態。變壓器頂層油溫易于測量，根據相關導則，可以由變壓器頂層油溫估算得到變壓器繞組熱點溫度，進而作為判斷變壓器狀態的依據。

發明人發現，對于某一種狀態量而言，其采集的數據(比如頂層油溫數據)是一個時間維度上的時間序列數據，通過分析該時間序列的變化趨勢可以對變壓器實現有效的狀態評價以及故障診斷等；但受限于傳感器裝置穩定性差、現場運行環境惡劣、電磁環境復雜等原因，反應設備運行情況的狀態量數據中存在大量的異常數據以及噪聲數據，數據質量差，對數據的利用不夠充分。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種變壓器在線監測用頂層油溫數據的處理方法及系統，本發明用于對變壓器在線監測用頂層油溫數據中缺失值、奇異值進行識別、替換，提升了數據質量。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明提供了一種變壓器在線監測用頂層油溫數據的處理方法，包括：

獲取頂層油溫數據；

通過三西格瑪準則檢測并剔除獲取的頂層油溫數據時間序列中的異常數據；

利用灰色模型對剔除異常數據后的頂層油溫數據時間序列的整體趨勢進行擬合，得到趨勢修復值；

利用馬爾可夫理論對擬合結果進行調整，通過狀態轉移矩陣生成波動修復值，將趨勢修復值與波動修復值累加，得到最終的修復值，對頂層油溫數據時間序列進行數據修復。

進一步的，通過頂層油溫數據時間序列的均值和標準差組成控制函數，對每個采樣點所取得的頂層油溫數據進行識別，當數據不滿足控制函數時，判斷為異常值。

進一步的，正態分布中，頂層油溫數據分布于預設區間的概率為預設值，將超過預設區間的數據判斷為異常值。

進一步的，利用灰色模型對剔除異常數據后的頂層油溫數據時間序列的整體趨勢進行擬合，包括：

計算得到頂層油溫數據時間序列的鄰值生成序列；

利用灰色模型得到鄰值生成序列的擬合值，經過逆生成，得到頂層油溫數據的擬合時間序列。

進一步的，確定灰色模型的灰微分方程模型后，通過最小二乘法求得灰微分方程模型的發展系數和灰作用量。

進一步的，將灰色模型擬合值與完整在線監測數據真實值進行比較，得到擬合誤差，將擬合誤差取值范圍劃分為多個狀態區間，根據每個擬合誤差值所處的區間，判定擬合誤差所處的狀態，組成誤差狀態鏈。

進一步的，利用馬爾可夫理論對擬合結果進行調整，包括：