一种配电网电缆线路绝缘老化风险的辨识方法和装置与流程

技术特征：

1.一种配电网电缆线路绝缘老化风险的辨识方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)根据预先建立的电缆线路等值电路模型，采集配电网T时间段内的n个时间间隔(T1，T2，…，Tn)的n×m组电缆线路首末端A、B、C三相线路的电压、电流、有功功率和无功功率值；

(2)根据采集的电压、电流、有功功率和无功功率值计算T时间段的时间间隔Ti内的电缆线路泄漏电流值Ii；

(3)根据所述泄漏电流值Ii计算电缆线路在时间段T内获取的n个泄漏电流值的平均值

(4)根据历史连续k个时间段T的泄漏电流值组成的泄漏电流值，确定泄漏电流预测值；

(5)根据计算得到的泄漏电流值和泄漏电流预测值，以及预先设置的绝缘老化风险辨识判据，判断当前时刻电缆线路是否处于绝缘老化风险状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电缆线路泄漏电流值Ii的计算包括：

在电力系统中，按下式计算理想的泄漏电流值

其中，为理想的线路首端电流量测向量值；为理想的线路末端电流量测向量值；为量测误差向量值；

基于线路π型等效电路模型，第i组α轴的泄漏电流分量和第i组β轴的泄漏电流分量的计算公式为：

式中，gc为线路对地电导，yc为线路对地电纳；

其中，为第i组首端电流数据在直角坐标系中α轴的分量；为第i组末端电流数据在直角坐标系中α轴的分量；为第i组首端电流数据在直角坐标系中β轴的分量；第i组末端电流数据在直角坐标系中β轴的分量；P1ⁱ为第i组首端有功功率数据，为第i组首端无功功率数据；P2ⁱ为第i组末端有功功率数据，为第i组末端无功功率数据；为第i组末端电压数据的相位；R为线路电阻，X为线路电抗；第i组首端电流数据的相位；表示第i组末端电流数据的相位；

引入残差最小二乘估计法，以泄漏电流实部与虚部为变量，在残差平方和最小时获取泄漏电流变量如下式所示：

式中，为第i组首端电流数据在直角坐标系中α轴的分量；为第i组末端电流数据在直角坐标系中α轴的分量；为泄漏电流在直角坐标系中α轴的分量准确值；为第i组首端电流数据在直角坐标系中β轴的分量；第i组末端电流数据在直角坐标系中β轴的分量；为泄漏电流在直角坐标系中β轴的分量准确值；

按下式计算泄漏电流值Ii：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泄漏电流值的平均值的计算包括：

按下式计算泄漏电流的平均值

或，按下式计算泄漏电流平均值

或，按下式计算泄漏电流平均值

或，按下式计算泄漏电流平均值

其中，I1，I2，…，In：为T时段内采集的n个泄漏电流值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据历史连续k个时间段T的泄漏电流值组成的泄漏电流值，确定泄漏电流预测值包括下述步骤：

设历史时段T内计算得到的n个泄漏电流值组成的泄漏电流值序列：

I⁽⁰⁾＝(I⁽⁰⁾(1),I⁽⁰⁾(2),…,I⁽⁰⁾(n))，其中，I⁽⁰⁾(n)：计算得到的泄漏电流值；

所述泄漏电流预测值序列I⁽¹⁾的参数I⁽¹⁾(k)按下式计算：

其中，I⁽⁰⁾(m)：泄漏电流值序列中的参数，m∈{1,2，…，k}；k∈{1,2,…,n}；

设辅助运算序列Z⁽¹⁾＝(z⁽¹⁾(2),z⁽¹⁾(3),…,z⁽¹⁾(n))，辅助运算参数a和b，则I⁽⁰⁾(k)+az⁽¹⁾(k)＝b；z⁽¹⁾(k)＝0.5I⁽¹⁾(k)+0.5I⁽¹⁾(k-1)；

将k＝2,3,…n代入I⁽⁰⁾(k)+az⁽¹⁾(k)＝b，得如下所示的矩阵方程组：

令Yn＝[I⁽⁰⁾(2),I⁽⁰⁾(3),…,I⁽⁰⁾(n-1),I⁽⁰⁾(n)]^T；

用最小二乘法求解灰参数θ，其中θ＝[a，b]^T，θ＝(B^TB)^-1B^TYn；

将计算得辅助参数a,b代入I⁽⁰⁾(k)+az⁽¹⁾(k)＝b，得到下式所示的泄漏电流灰色预测模型：

其中，I⁽⁰⁾(k)：泄漏电流值序列中的参数；

用生成预测值

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据计算得到的泄漏电流值和泄漏电流预测值，以及预先设置的绝缘老化风险辨识判据，判断当前时刻电缆线路是否处于绝缘老化风险状态，包括：根据计算得到的泄漏电流值和泄漏电流预测值，分析历史时段T内泄漏电流大小及变化规律，并预测未来时段T内的泄漏电流大小及变化规律，根据绝缘老化风险辨识规则库提供的绝缘老化风险辨识判据，判断当前时刻电缆线路是否处于绝缘老化风险状态。

6.如权利要求1或5任一所述的方法，其特征在于，所述绝缘老化风险辨识判据包括：

按时间顺序取历史时段内的连续m个泄漏电流值和预测得到的连续l个泄漏电流预测值，用最小二乘法将每连续i个数据点拟合为斜率为h的直线，拟合得到的f条直线的斜率为h1，h2，…，hf，则：

判据(1)：若m个泄漏电流计算值和l个泄漏电流预测值的最大值小于预先设定的泄漏电流阈值Ilim it，则认为电缆线路处于正常运行状态；

判据(2)：若m个泄漏电流计算值和l个泄漏电流预测值的最小值大于预先设定的电流阈值Ilim it，斜率h1，h2，…，hf均小于预先设定好的斜率阈值Hlim it，且泄漏电流持续增大的时间小于预先设定好的泄漏电流允许的持续增大的时间Tlim it，则认为电缆线路处于正常运行状态；

判据(3)：若m个泄漏电流计算值和l个泄漏电流预测值的最小值大于预先设定的电流阈值Ilim it，斜率h1，h2，…，hf均小于预先设定好的斜率阈值Hlim it，且泄漏电流持续增大的时间大于预先设定好的泄漏电流允许的持续增大的时间Tlim it，则认为电缆线路存在绝缘老化现象，未达绝缘老化风险状态；

判据(4)：若m个泄漏电流计算值和l个泄漏电流预测值的最大值大于预先设定的泄漏电流阈值Ilim it，斜率h1，h2，…，hf中至少有f-1条拟合线的斜率大于预先设定好的斜率阈值Hlim it，且泄漏电流持续增大的时间小于预先设定好的泄漏电流允许的持续增大的时间Tlim it，则认为电缆线路存在绝缘老化现象，未达绝缘老化风险状态；

判据(5)：若m个泄漏电流计算值和l个泄漏电流预测值的最小值大于预先设定的电流阈值Ilim it，斜率h1，h2，…，hf中至少有f-1条拟合线的斜率大于预先设定好的斜率阈值Hlim it，且泄漏电流持续增大的时间大于预先设定好的泄漏电流允许的持续增大的时间Tlim it，则认为电缆线路存在绝缘老化风险，绝缘老化风险不严重；

判据(6)：若m个泄漏电流计算值和l个泄漏电流预测值的最小值大于预先设定的电流阈值Ilim it，斜率h1，h2，…，hf均大于预先设定好的斜率阈值Hlim it，且泄漏电流持续增大的时间大于预先设定好的泄漏电流允许的持续增大的时间Tlim it，则认为电缆线路存在绝缘老化风险，且绝缘老化风险严重。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

如果电缆线路处于正常状态，判断是否有指标超标；

若有指标超标，则累计指标超标持续时间，并存储指标持续时间，同时返回步骤(1)继续进行绝缘老化风险连续辨识。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

若判断电缆线路存在绝缘老化现象，但未达到风险状态，则累计指标超标持续时间，并存储指标持续时间，同时返回步骤(1)；

若判断电缆线路存在绝缘老化风险，且根据预先设定好的风险辨识判据，判断绝缘老化风险是否严重：

若判断绝缘老化风险不严重，则进行绝缘老化风险报警，同时累计指标超标持续时间，并存储指标持续时间，返回步骤(1)继续进行绝缘老化风险状态辨识；

若判断绝缘老化风险严重，则进行绝缘老化风险报警，且给出绝缘老化风险预防控制策略，同时累计指标超标持续时间，并存储指标持续时间，返回步骤(1)继续进行绝缘老化风险状态辨识。

9.一种配电网电缆线路绝缘老化风险辨识装置，其特征在于，所述装置包括：

信息采集单元，用于根据预先建立的电缆线路等值电路模型，采集配电网在T时间段的n个时间间隔(T1，T2，…，Tn)内采集的n×m组电缆线路首末端A、B、C三相线路的电压、电流、有功功率和无功功率值；

第一计算单元，用于根据采集的电压、电流、有功功率和无功功率值计算时间段T的时间间隔Ti内的电缆线路泄漏电流值Ii；

第二计算单元，用于根据所述泄漏电流值Ii计算电缆线路在时间段T内获取的n个泄漏电流值的平均值

第三计算单元，用于根据历史连续k个时间段T的泄漏电流值组成的泄漏电流值，确定泄漏电流预测值；

判定单元，用于根据计算得到的泄漏电流值和泄漏电流预测值，以及预先设置的绝缘老化风险辨识判据，判断当前时刻电缆线路是否处于绝缘老化风险状态。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述判定单元包括：

判据子单元，用于制定判断电缆线路是否运行正常的绝缘老化风险辨识判据；

风险判定子单元，用于根据绝缘老化风险辨识判据判定电缆线路绝缘老化风险的严重程度：若电缆线路绝缘老化风险不严重，则在进行绝缘老化风险报警的同时累计指标超标持续时间；若电缆线路绝缘老化风险严重，则在进行绝缘老化风险报警的同时给出绝缘老化风险预防控制策略，并累计指标超标持续时间。