击穿电容监测方法、装置、电子设备及可读存储介质与流程

本公开涉及电力设备故障监测，具体而言，涉及一种击穿电容监测方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术：

1、电容式电压互感器（capacitor voltage transformer，cvt）是一种高压电网领域广泛应用的测量设备，其作用是将一次侧高压信号按照固定变比，转化为二次侧低压信号，供二次侧保护、测控与计量设备安全采集。cvt采用电容作为第一级分压器，因此，具有成本低、绝缘性能好及抗铁磁谐振的优势。但是，电容易受温度、湿度等多因素影响，长期运行后会出现老化、绝缘强度逐步下降等问题，在变电站极端复杂的电磁热力作用下，易出现电容击穿现象。电容击穿现象一方面会导致cvt测量误差大幅超差，引起保护误动作、计量失准等后续故障，另一方面，会导致其余健康电容所承受的电压升高，从而极易引起继发性击穿，进而发展为主绝缘击穿，最终导致cvt爆炸的恶性事故。因此，监测cvt电容状态，发现潜在被击穿的故障电容至关重要。

2、相关技术中，可以通过调整cvt二次侧电压来满足同相cvt的一次侧电压相等这一物理约束，再基于满足该约束的二次侧电压辨别出击穿电容，然而，cvt的高、低电容的击穿对二次侧电压影响不同，故利用该方法辨识出的击穿电容的准确性还有进一步提升空间。

技术实现思路

1、针对上述情况，本公开实施例提供了一种击穿电容监测方法、装置、电子设备及可读存储介质，旨在解决上述问题或者至少部分地解决上述问题。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种击穿电容监测方法，所述方法包括：

3、获取多个同相的电容式电压互感器的二次侧电压数据；

4、针对击穿电容监测任务，构建多目标优化模型；所述多目标优化模型包括以同相电容式电压互感器一次侧电压差距最小为目标的第一个目标函数、和以击穿电容数量最小为目标的第二个目标函数，其中，所述电容式电压互感器的一次侧电压数据是根据对应的二次侧电压数据和所述电容式电压互感器中击穿电容所引入的比值误差数据确定的，所述多目标优化模型的决策变量包括各所述电容式电压互感器中击穿高压电容的数量和击穿低压电容的数量；

5、通过多目标优化算法，对所述多目标优化模型进行求解，得到帕累托最优解集；并根据所述帕累托最优解集，确定各所述电容式电压互感器中击穿电容的故障信息。

6、一种可能的实施方式中，所述电容式电压互感器的一次侧电压数据是根据下述方法确定的：

7、根据所述电容式电压互感器的高压电容数量、低压电容数量、所述击穿高压电容的数量和所述击穿低压电容的数量，确定所述比值误差数据；

8、根据所述比值误差数据、预设的额定变比数据和所述二次侧电压数据，确定所述电容式电压互感器的一次侧电压数据。

9、一种可能的实施方式中，采用以下公式作为所述第一个目标函数：

10、

11、其中，为所述第一个目标函数；为第i台电容式电压互感器的一次侧电压数据；为第j台电容式电压互感器的一次侧电压数据；n为同相的电容式电压互感器的总数。

12、一种可能的实施方式中，采用以下公式作为所述第二个目标函数：

13、

14、其中，为所述第二个目标函数，为第i台电容式电压互感器中击穿高压电容的数量；为第i台电容式电压互感器中击穿低压电容的数量。

15、一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

16、根据预设筛选标准，对所述帕累托最优解集中的最优解进行筛选，得到筛选后解集；其中，所述预设筛选标准包括以下至少一种：第一标准、第二标准和第三标准，其中，所述第一标准是根据同相电容式电压互感器一次侧电压的一致性确定的，所述第二标准是根据电容击穿故障的渐进性确定的，所述第三标准是根据电容式电压互感器中电容的电压与对应耐压值之间的关系确定的。

17、一种可能的实施方式中，所述预设筛选标准包括所述第一标准，所述根据预设筛选标准，对所述帕累托最优解集中的最优解进行筛选，得到筛选后解集，包括：

18、针对所述帕累托最优解集中任一第一目标解，获取所述第一目标解中任两台第一电容式电压互感器分别对应的第一击穿电容数量数据组，所述第一击穿电容数量数据组包括第一击穿高压电容数量和第一击穿低压电容数量；

19、根据各所述第一击穿电容数量数据组，确定所述两台第一电容式电压互感器分别对应的第一个一次侧电压数据和第二个一次侧电压数据；

20、根据所述第一个一次侧电压数据和所述第二个一次侧电压数据，确定所述两台第一电容式电压互感器之间的误差数据；

21、判断所述误差数据是否小于或等于预设的误差阈值，得到第一判断结果，其中，所述误差阈值是根据各所述第一电容式电压互感器的准确度等级确定的；

22、若所述第一判断结果为否，则将所述第一目标解从所述帕累托最优解集中剔除，得到所述筛选后解集。

23、一种可能的实施方式中，所述预设筛选标准包括所述第二标准，所述根据预设筛选标准，对所述帕累托最优解集中的最优解进行筛选，得到筛选后解集，包括：

24、针对所述帕累托最优解集中任一第二目标解，获取所述第二目标解中任一第二电容式电压互感器对应的第二击穿电容数量数据组，所述第二击穿电容数量数据组包括第二击穿高压电容数量和第二击穿低压电容数量；

25、判断所述第二击穿高压电容数量是否小于或等于预设的第一数量阈值，得到第二判断结果；以及判断所述第二击穿低压电容数量是否小于或等于预设的第二数量阈值，得到第三判断结果；

26、若所述第二判断结果和所述第三判断结果都为否，则将所述第二目标解从所述帕累托最优解集中剔除，得到所述筛选后解集。

27、一种可能的实施方式中，所述预设筛选标准包括所述第三标准，所述根据预设筛选标准，对所述帕累托最优解集中的最优解进行筛选，得到筛选后解集，包括：

28、针对所述帕累托最优解集中任一第三目标解，获取所述第三目标解中任一第三电容式电压互感器对应的第三击穿电容数量数据组，所述第三击穿电容数量数据组包括第三击穿高压电容数量和第三击穿低压电容数量；

29、根据所述第三电容式电压互感器的高压电容数量、低压电容数量、所述第三击穿高压电容数量和所述第三击穿低压电容数量，确定所述第三电容式电压互感器的正常电容数量；

30、根据所述第三电容式电压互感器对应的一次侧电压数据和所述正常电容数量，确定每个正常电容的实际电压数据；

31、判断所述实际电压数据是否小于或等于预设耐压值，得到第四判断结果；若所述第四判断结果为否，则将所述第三目标解从所述帕累托最优解集中剔除，得到所述筛选后解集。

32、一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

33、获取多个所述筛选后解集；

34、根据各所述筛选后解集中各个最优解出现的频次，对各所述最优解进行降序排序，得到排序结果；

35、根据排名在前预设值位的最优解，确定最终解集。

36、第二方面，本公开实施例还提供了一种击穿电容监测装置，所述装置包括：

37、获取模块，用于获取多个同相的电容式电压互感器的二次侧电压数据；

38、多目标优化模型构建模块，用于针对击穿电容监测任务，构建多目标优化模型；所述多目标优化模型包括以同相电容式电压互感器一次侧电压差距最小为目标的第一个目标函数、和以击穿电容数量最小为目标的第二个目标函数，其中，所述电容式电压互感器的一次侧电压数据是根据对应的二次侧电压数据和所述电容式电压互感器中击穿电容所引入的比值误差数据确定的，所述多目标优化模型的决策变量包括各所述电容式电压互感器中击穿高压电容的数量和击穿低压电容的数量；

39、求解模块，用于通过多目标优化算法，对所述多目标优化模型进行求解，得到帕累托最优解集；并根据所述帕累托最优解集，确定各所述电容式电压互感器中击穿电容的故障信息。

40、第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，可执行指令在被执行时使处理器执行上述击穿电容监测方法的步骤。

41、第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储一个或多个程序，一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得电子设备执行上述击穿电容监测方法的步骤。

42、借由上述技术方案，本公开提供的击穿电容监测方法、装置、电子设备及可读存储介质，创造性地将电容击穿监测问题构造为一个多目标优化问题，第一个目标函数是通过调整电容击穿数量，来满足同相电容式电压互感器一次侧电压相等的物理约束，另外增加第二个目标函数，使得击穿电容数量最少，从而可以提高多目标优化模型完备性。与相关技术相比，本公开实施例提供的技术方案不会受到高、低电容的击穿对二次侧电压影响，直接通过电能表检测到准确的二次侧电压数据，利用各二次侧电压数据，结合比值误差数据进行反向推算，得到准确的一次侧电压数据，从而使得后续的第一个目标函数值更精确，得到更加准确的帕累托最优解集，进而大大提高击穿电容的故障信息的准确性；同时，采用多目标求解算法可以保证求解速度，还可以避免算法易陷入局部最优，从而大大提高监测结果的准确性。另外，由于同相电容式电压互感器的二次侧电压数据是由变电站的电能表实时采集上传的，因此，无需现场加装新设备，即可实现击穿电容的在线监测（包括开始监测前已存在的和开始监测后发生的击穿故障）。

43、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。