变压器绝缘状态评估方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及电力设备监测及计算机，尤其涉及一种变压器绝缘状态评估方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、随着电力系统中新能源渗透率越来越高，风电、光伏等新能源间歇性发电以及负荷变动会导致变压器运行温度微小变化，变压器运行温度微小变化、变压器运行环境气象(如温度、湿度等)参数变化等都会导致绝缘油中溶解气体变化，从而导致基于油中溶解气体的变压器绝缘状态评估结果不准确。

2、变压器绝缘油中溶解气体分析是判断变压器早期潜伏性故障最有效的方法之一。然而现有基于油中溶解气体的变压器运行状态分析方法均是采用确定性方法，并未考虑风光出力、负荷的不确定性以及环境温度变化对变压器运行产生的影响，从而导致变压器运行状态评估的具有不准确性。仅采用经验、单一参量会造成变压器绝缘状态评估准确度低，出现变压器过修或失修等问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的主要目的在于提出一种变压器绝缘状态评估方法、装置、电子设备及存储介质，提高了变压器绝缘状态评估的准确度，为变压器故障提供风险预估。

2、本发明的一方面提供了一种变压器绝缘状态评估方法，包括：

3、根据变压器绝缘状态评估请求，获取目标变压器接入的风光出力数据及负荷数据，根据所述风光出力数据及所述负荷数据，确定所述目标变压器的负载系数；

4、采集所述目标变压器的环境参数及绝缘监测数据，根据所述负载系数、所述环境参数及所述绝缘监测数据，采用核主成分分析确定所述目标变压器的绝缘状态特征量；

5、获取历史数据和异常状态统计数据，根据所述异常状态统计数据确定所述目标变压器的绝缘状态指标，根据所述历史数据确定所述目标变压器的绝缘状态指标的阈值；

6、获取所述目标变压器的实时监测数据，根据所述实时监测数据、所述绝缘状态指标及所述绝缘状态指标的阈值确定所述目标变压器的绝缘状态。

7、根据所述的变压器绝缘状态评估方法，其中根据变压器绝缘状态评估请求，获取目标变压器接入的风光出力数据及负荷数据，根据所述风光出力数据及所述负荷数据，确定所述目标变压器的负载系数，包括：

8、以所述目标变压器的额定容量作为基准值，对所述风光出力数据及所述负荷数据执行标幺化处理，得到风电出力概率密度函数、光伏出力的概率密度函数及负载出力概率密度函数，其中所述风光出力数据包括风电出力数据和光伏出电数据；

9、根据所述风电出力概率密度函数、所述光伏出力的概率密度函数及所述负载出力概率密度函数采用正态copula函数构建风光荷多维联合概率密度分布函数f(pw,pp,pl)为

10、

11、其中，i为单位矩阵，ζ′＝[φ-1(a),φ-1(b),φ-1(c)]，a，b，c依次表示风电累积分布函数、光伏累积分布函数及负荷累积分布函数，φ-1表示标准正态分布的累积分布函数的逆函数，r为正态copula函数的积矩相关系数矩阵，其中正态copula函数的积矩相关系数矩阵采用最大信息系数、kendall秩相关系数、spearman相关系中的至少一种方式计算得到；

12、根据风光荷多维联合概率密度分布函数，确定变压器负载系数f(k)为

13、

14、其中pw、pp、pl分别表示风电出力、光伏出力、负荷的标幺值。

15、根据所述的变压器绝缘状态评估方法，其中方法还包括：

16、通过第一传感器采集所述环境参数，所述第一传感器采集的所述环境数据包括环境温度、降雨量、湿度及风速中的至少一种；

17、通过第二传感器采集所述绝缘监测数据，所述第二传感器采集的所述绝缘监测数据油温、微水、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔及氢气中的至少一种，其中所采集绝缘监测数据可自定义调整。

18、根据所述的变压器绝缘状态评估方法，其中采集所述目标变压器的环境参数及绝缘监测数据，根据所述负载系数、所述环境参数及所述绝缘监测数据，采用核主成分分析确定所述目标变压器的绝缘状态特征量，包括：

19、根据所述目标变压器的变压器负载系数f(k)、环境参数及绝缘监测数据，得到样本数据矩阵s为

20、s＝{x1,x2...xi,...xn}

21、其中i为变压器数量标识，xi表示第i个变压器特征量，且xi表示m维向量，n为样本总数，且；

22、将样本数据矩阵通过非线性映射函数映射至高维特征空间，高维特征空间的维数为d，进而得到d×n非线性映射矩阵φ(x)为

23、{φ(x1),φ(x2),…,φ(xi)…,φ(xn)}

24、其中，非线性映射函数的映射方式为φ(x)::rm→rd，d＞＞m，其中非线性映射函数还可以采用径向基核函数、高斯核函数及多项式核函数中的一种；

25、根据非线性映射矩阵确定核矩阵k为

26、[φ(x)tφ(x)]

27、其中k为n×n的对称半正定矩阵，核矩阵中心化为

28、

29、其中in表示每个元素都为的n×n矩阵；

30、根据核矩阵确定矩阵特征向量α、特征值λ，其中kα＝λα，执行特征向量归一化为

31、

32、根据特征值超过预设累积贡献量确定保留的主成分，并选择超过预设累积贡献量的归一化特征向量进行重建为

33、

34、根据所述的变压器绝缘状态评估方法，其中获取历史数据和异常状态统计数据，根据所述异常状态统计数据确定所述目标变压器的绝缘状态指标，根据所述历史数据确定所述目标变压器的绝缘状态指标的阈值，包括：

35、根据所述历史数据和所述异常状态统计数据，采用hotelling-t2计算t2统计量，以及，采用平方预测误差q统计量，根据t2统计量和q统计量确定所述绝缘状态指标为

36、

37、其中，为非线性映射矩阵，为主成分特征向量，为样本映射均值，i为单位矩阵，λ为特征值矩阵；

38、根据所述历史数据中正常状态t2和q统计量，计算t2统计量和q统计量的阈值和qm为

39、

40、

41、其中，l表示保留的主成分个数，a为置信度；fa(l,n-l)为自由度为l和n-l条件下的f分布临界值，μ为样本q统计量均值、ρ样本q统计量的标准差表示自由度为h＝2μ2/ρ且置信度为a的卡方分布。

42、根据所述的变压器绝缘状态评估方法，其中获取所述目标变压器的实时监测数据，根据所述实时监测数据、所述绝缘状态指标及所述绝缘状态指标的阈值确定所述目标变压器的绝缘状态，包括：

43、通过所述实时监测数据计算变压器的统计量和qr统计量，根据阈值和qm，计算异常值指标ψ为

44、根据异常值指标ψ的值确定所述目标变压器的绝缘状态。

45、根据所述的变压器绝缘状态评估方法，其中方法还包括：

46、根据异常值指标ψ的值的报警区间范围和绝缘状态，执行对应级别的报警提示。

47、本发明实施例的另一方面提供了一种变压器绝缘状态评估装置，包括：

48、第一模块，用于根据变压器绝缘状态评估请求，获取目标变压器接入的风光出力数据及负荷数据，根据所述风光出力数据及所述负荷数据，确定所述目标变压器的负载系数；

49、第二模块，用于采集所述目标变压器的环境参数及绝缘监测数据，根据所述负载系数、所述环境参数及所述绝缘监测数据，采用核主成分分析确定所述目标变压器的绝缘状态特征量；

50、第三模块，用于获取历史数据和异常状态统计数据，根据所述异常状态统计数据确定所述目标变压器的绝缘状态指标，根据所述历史数据确定所述目标变压器的绝缘状态指标的阈值；

51、第四模块，用于获取所述目标变压器的实时监测数据，根据所述实时监测数据、所述绝缘状态指标及所述绝缘状态指标的阈值确定所述目标变压器的绝缘状态。

52、本发明实施例的另一方面提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；

53、所述存储器用于存储程序；

54、所述处理器执行所述程序实现如前文所描述的方法。

55、本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前文所描述的方法。

56、本发明的有益效果为：考虑了风电、光伏、负荷、运行环境影响的变压器绝缘状态评估，提高了变压器绝缘状态评估的准确度；采用核主成分分析完成变压器多维运行数据、监测数据的冗余分析和相关性分析，根据hotelling-t2和squaredpredictionerror(平方预测误差)统计量可实现变压器绝缘状态的快速辨识，并且可以量化异常状态，根据异常状态严重程度，采集不同防范措施，从而为变压器的可靠运行提供技术支撑，为变压器故障提供风险预估。