[發(fā)明專利]變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)估方法及系統(tǒng)、相關(guān)設(shè)備及介質(zhì)

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• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN116187968A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣西平;李永福;龍英凱;王謙;杜茗茗;李思全;羅驍梟;徐祿文;張施令;吳照國;楊勃
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/20
• 分類號(hào): G06Q10/20;G06N3/0464;G06N3/08;G06Q50/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 周浩杰

本發(fā)明公開了一種變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)估方法及系統(tǒng)、相關(guān)設(shè)備及介質(zhì)，屬于變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)估領(lǐng)域，包括步驟：從監(jiān)測數(shù)據(jù)中分析計(jì)算獲取與異常類型對應(yīng)的狀態(tài)參量；運(yùn)行狀態(tài)參量形成時(shí)間序列樣本，將時(shí)間序列樣本轉(zhuǎn)換成遞歸圖，構(gòu)成遞歸圖樣本數(shù)據(jù)集；將遞歸圖樣本數(shù)據(jù)集作為變分自動(dòng)編碼器VAE網(wǎng)絡(luò)的輸入，利用VAE網(wǎng)絡(luò)獲得樣本重構(gòu)誤差；再利用支持向量數(shù)據(jù)描述SVDD算法構(gòu)造包含正常樣本特征的狀態(tài)評(píng)估的監(jiān)測超球體模型，將VAE網(wǎng)絡(luò)輸出的樣本重構(gòu)誤差作為監(jiān)測超球體模型的輸入，監(jiān)測超球體模型的輸出為運(yùn)行異常評(píng)分。本發(fā)明能夠?qū)嶋H應(yīng)用，可以量化異常狀態(tài)程度，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)維人員進(jìn)行深入指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)估領(lǐng)域，更為具體的，涉及一種變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)估方法及系統(tǒng)、相關(guān)設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)

變電設(shè)備是電網(wǎng)中的關(guān)鍵輸變電設(shè)備，然而在實(shí)際運(yùn)行過程中，容易受到過負(fù)荷、過電壓、內(nèi)部絕緣等異常事件影響，出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)。這些異常運(yùn)行狀態(tài)會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致設(shè)備故障、缺陷的產(chǎn)生，因此因地制宜地對輸變電設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估與故障診斷，及時(shí)采取合理、有效地運(yùn)維管理策略對于保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性方面起到至關(guān)重要的作用。

近年來，隨著傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的逐步應(yīng)用，在線狀態(tài)評(píng)估方法應(yīng)運(yùn)而生，該方法可以在主設(shè)備不停電的前提下獲知輸變電設(shè)備的各運(yùn)行參數(shù)。以避雷器為例，運(yùn)行過程中可對泄露電流值進(jìn)行在線監(jiān)測，以監(jiān)視其絕緣性能。然而由于避雷器運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，且經(jīng)常受到外部不良工況的影響，目前避雷器在線評(píng)估面臨著以下幾個(gè)問題：

(1)缺陷或者故障屬于小概率事件，在線監(jiān)測樣本無標(biāo)簽、稀疏性強(qiáng)，依托于數(shù)據(jù)標(biāo)簽信息保證評(píng)估模型精度的一些狀態(tài)評(píng)估方法并不適用。

(2)常用的計(jì)及無標(biāo)簽信息的在線狀態(tài)評(píng)估方法無法量化異常狀態(tài)程度，無法給電力運(yùn)維人員提供更深入的理論指導(dǎo)，以支持電力現(xiàn)場狀態(tài)檢修工作。

以上，僅以避雷器為例說明現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題。類似的，其他變電設(shè)備，如變壓器、絕緣子、GIS等，在對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，同樣存在如下技術(shù)問題：傳統(tǒng)方法不適用，無法量化異常狀態(tài)程度，不能對運(yùn)維人員進(jìn)行深入指導(dǎo)等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)估方法及系統(tǒng)、相關(guān)設(shè)備及介質(zhì)，能夠?qū)嶋H應(yīng)用，可以量化異常狀態(tài)程度，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)維人員進(jìn)行深入指導(dǎo)。

本發(fā)明的目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的：

一種變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)估方法，包括以下步驟：

從監(jiān)測數(shù)據(jù)中分析計(jì)算獲取與異常類型對應(yīng)的狀態(tài)參量；

運(yùn)行狀態(tài)參量形成時(shí)間序列樣本，將時(shí)間序列樣本轉(zhuǎn)換成遞歸圖，構(gòu)成遞歸圖樣本數(shù)據(jù)集；

將所述遞歸圖樣本數(shù)據(jù)集作為變分自動(dòng)編碼器VAE網(wǎng)絡(luò)的輸入，利用所述VAE網(wǎng)絡(luò)獲得樣本重構(gòu)誤差；再利用支持向量數(shù)據(jù)描述SVDD算法構(gòu)造包含正常樣本特征的狀態(tài)評(píng)估的監(jiān)測超球體模型，將VAE網(wǎng)絡(luò)輸出的樣本重構(gòu)誤差作為監(jiān)測超球體模型的輸入，所述監(jiān)測超球體模型的輸出為運(yùn)行異常評(píng)分。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)包括在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)均包括無標(biāo)簽信息監(jiān)測數(shù)據(jù)；所述分析計(jì)算獲取狀態(tài)參量包括采用傅里葉分解分析計(jì)算獲取狀態(tài)參量；其中所述狀態(tài)參量包括泄露電流全電流值、阻性電流基波值及阻性電流三次諧波值。

進(jìn)一步地，所述將時(shí)間序列樣本轉(zhuǎn)換成遞歸圖，構(gòu)成遞歸圖樣本數(shù)據(jù)集，具體包括：利用滑動(dòng)窗口技術(shù)，引入嵌入維度和延遲時(shí)間，將時(shí)間序列樣本轉(zhuǎn)換為多個(gè)多維時(shí)間序列片段；對各狀態(tài)參量進(jìn)行歸一化處理，引入遞歸矩陣計(jì)算方法，將多個(gè)多維時(shí)間序列片段中多類狀態(tài)參量分別在第一時(shí)刻關(guān)于第二時(shí)刻的狀態(tài)差值范數(shù)定義為遞歸矩陣的元素，形成遞歸矩陣，將遞歸矩陣元素作為像素繪制的多參量遞歸圖，構(gòu)成所述遞歸圖樣本數(shù)據(jù)集。