專利名稱：一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及長距離大容量直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
我國東西部經(jīng)濟和能源分布不均，高壓輸電技術(shù)應(yīng)用于長距離大容量的電力工程。然而較傳統(tǒng)使用的交流輸電技術(shù)而言，對于東西部長距離輸電工程，直流輸電技術(shù)的優(yōu)點1)相同截面的導(dǎo)線能夠輸送更大的功率且有功損耗?。?)直流輸送線路結(jié)構(gòu)簡單；3)每根導(dǎo)線可獨立回路運行且可采用大地或海水作回路；4)系統(tǒng)不存在充電功率、充電電流或集膚效應(yīng)；5)可以聯(lián)絡(luò)兩個不同頻率的交流系統(tǒng)，聯(lián)絡(luò)線上的功率易于控制。因此直流輸電技術(shù)已廣泛應(yīng)用于向上、云廣、洛扎渡等直流輸電工程。然而直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性對輸電可靠性起著決定性的作用，其依賴于直流輸電所采用的直流電氣設(shè)備，其中換流變作為直流輸電整流/逆變側(cè)的重要電氣設(shè)備的安全性尤為重要。目前，探測換流變狀態(tài)的方式有廠家出廠試驗、工程投運前的現(xiàn)場交接試驗、系統(tǒng)調(diào)試試驗、年度預(yù)防性試驗、帶線測試數(shù)據(jù)、日常的設(shè)備巡視及設(shè)備缺陷事故的歷史資料。其中換流變投運后的油中氣體能夠反映其過熱、放電等故障類型，能夠有效進行定期采用數(shù)據(jù)進行分析，確定換流變目前狀態(tài)是否良好。然而目前進行換流變的油中氣體分析方式一種是定期帶電取油養(yǎng)后在實驗室進行分析，另一種是在換流變上安裝換流變油中氣體的在線監(jiān)測裝置。因此采樣頻率和分析判據(jù)完全依賴于GB/T 7252(變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則)和GB50150(電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準)。上述GB/T 7252和GB50150規(guī)定的時間比較粗糙，未能根據(jù)設(shè)備狀態(tài)和分析結(jié)果有效的指導(dǎo)進行換流變狀態(tài)的跟蹤，從而不能有效及時的發(fā)現(xiàn)換流變故障，同時不能及時指導(dǎo)運行單位進行換流變停運、繼續(xù)運行、帶電測試、加強巡視、故障診斷、返廠大修、現(xiàn)場檢修等決策制定。因此本發(fā)明申請針對現(xiàn)有方法存在的不足，開展直流輸電換流變油中氣體預(yù)測，提高換流變狀態(tài)評 估和有效指導(dǎo)決策制定，從而提高了換流變運行可靠率，保障了直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，為能源供給提供可靠的電力通道，促進了國民經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有直流輸電換流變油中氣體分析未能有效及時的發(fā)現(xiàn)換流變故障，同時不能及時指導(dǎo)運行單位進行換流變停運、繼續(xù)運行、帶電測試、加強巡視、故障診斷、返廠大修、現(xiàn)場檢修等決策制定的技術(shù)問題，提供一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法，包括如下步驟SI、參數(shù)獲取采用換流變油中氣體參數(shù)分析的色譜儀獲取換流變油中氣體參數(shù)，采用電壓互感器、電流互感器，油溫表、溫濕度計獲取換流變運行參數(shù)，通過讀取換流變銘牌獲取換流變基本信息參數(shù)；本發(fā)明中的換流變油中氣體參數(shù)包含氫氣H2、甲烷CH4、乙烯C2H4、乙燒C2H6、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2、總烴；所述換流變運行參數(shù)包括換流變運行電壓有效值、電流有效值、頂層油溫、大氣濕度、大氣溫度；所述換流變基本信息參數(shù)包括換流變型號、額定容量、額定電壓、調(diào)壓比、冷卻方式、電壓檔距。S2,形成換流變特征量矩陣和基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫將換流變油中氣體參數(shù)、換流變運行參數(shù)、換流變基本信息參數(shù)形成換流變特征量矩陣K和基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫；
所述換流變特征量矩陣K是一個NX 11的矩陣，其中N為換流變的數(shù)量，第一列為換流變型號，第二列為額定容量、第三列為額定電壓、第四列為調(diào)壓比、第五列為冷卻方式、第六列為電壓檔距，第七列為換流變運行電壓有效值、第八列為電流有效值、第九列為頂層油溫、第十列為大氣濕度、第i 列為大氣溫度；所述基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫是一個由N個MX8的數(shù)據(jù)表組成，其中N為換流變的數(shù)量；M為數(shù)據(jù)表的總行數(shù)，表示換流變油中氣體測量的次數(shù)，每一行取值為測量時間；數(shù)據(jù)表的第一列為氫氣H2、第二列為甲烷CH4、第三列為乙烯C2H4、第四列為乙烷C2H6、第五列為乙炔C2H2、第六列為一氧化碳CO、第七列為二氧化碳CO2、第八列為總烴。S3，確定待預(yù)測的換流變油中氣體的相似樣本矩陣J根據(jù)待預(yù)測的換流變油中氣體的換流變運行參數(shù)和換流變基本信息參數(shù)，形成待預(yù)測的換流變的換流變特征量向量P ；換流變特征量矩陣K和換流變特征量向量P進行計算并形成隸屬度矩陣U，其大小為NXC，C為換流變特征量矩陣和換流變特征量向量進行分類的數(shù)量，且C小于N ;同時結(jié)合基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫,形成所述相似樣本矩陣J，其大小為AX8，A為相似樣本的總數(shù)量；其中隸屬度矩陣U的單個元素uu表示單個樣本隸屬于類別的度，其計算式如(I);
權(quán)利要求
1 一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟 ·51、參數(shù)獲取換流變油中氣體參數(shù)、換流變運行參數(shù)、換流變基本信息參數(shù)； ·52,形成換流變特征量矩陣和基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫將換流變油中氣體參數(shù)、換流變運行參數(shù)、換流變基本信息參數(shù)形成換流變特征量矩陣K和基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫； · S3，確定待預(yù)測的換流變油中氣體的相似樣本矩陣J ； 根據(jù)待預(yù)測的換流變油中氣體的換流變運行參數(shù)和換流變基本信息參數(shù)，形成待預(yù)測的換流變的換流變特征量向量P ; 換流變特征量矩陣K和換流變特征量向量P進行計算并形成隸屬度矩陣U，其大小為NXC，C為換流變特征量矩陣和換流變特征量向量進行分類的數(shù)量，且C小于N ;同時結(jié)合基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫，形成所述相似樣本矩陣J，其大小為AX8，A為相似樣本的總數(shù)量；其中隸屬度矩陣U的單個元素uu表示單個樣本隸屬于類別的度，其計算式如(I);
2.如權(quán)利要求I所述的一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法，其特征在于所述換流變油中氣體參數(shù)包含氫氣H2、甲烷CH4、乙烯C2H4、乙烷C2H6、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2、總烴；所述換流變運行參數(shù)包括換流變運行電壓有效值、電流有效值、頂層油溫、大氣濕度、大氣溫度； 所述換流變基本信息參數(shù)包括換流變型號、額定容量、額定電壓、調(diào)壓比、冷卻方式、電壓檔距。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法，其特征在于所述換流變特征量矩陣K是一個NXll的矩陣，其中N為換流變的數(shù)量，第一列為換流變型號，第二列為額定容量、第三列為額定電壓、第四列為調(diào)壓比、第五列為冷卻方式、第六列為電壓檔距，第七列為換流變運行電壓有效值、第八列為電流有效值、第九列為頂層油溫、第十列為大氣濕度、第i^一列為大氣溫度； 所述基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫是一個由N個MX 8的數(shù)據(jù)表組成，其中N為換流變的數(shù)量…為數(shù)據(jù)表的總行數(shù)，表示換流變油中氣體測量的次數(shù)，每一行取值為測量時間；數(shù)據(jù)表的第一列為氫氣H2、第二列為甲烷CH4、第三列為乙烯C2H4、第四列為乙烷C2H6、第五列為乙炔C2H2、第六列為一氧化碳CO、第七列為二氧化碳CO2、第八列為總烴。
4.如權(quán)利要求3所述的一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法，其特征在于所述換流變特征量向量P的大小為十一，第一列為待預(yù)測的換流變型號，第二列為額定容量、第三列為額定電壓、第四列為調(diào)壓比、第五列為冷卻方式、第六列為電壓檔距，第七列為待預(yù)測的換流變運行電壓有效值、第八列為電流有效值、第九列為頂層油溫、第十列為大氣濕度、第H 列為大氣溫度。
5.如權(quán)利要求3所述的一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法，其特征在于矩陣J的第一列為氫氣H2、第二列為甲烷CH4、第三列為乙烯C2H4、第四列為乙烷C2H6、第五列為乙炔C2H2、第六列為一氧化碳CO、第七列為二氧化碳CO2、第八列為總烴。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直流輸電換流變油中氣體預(yù)測方法，步驟是1、換流變油中氣體預(yù)測方法的參數(shù)獲取換流變油中氣體參數(shù)、換流變運行參數(shù)、換流變基本信息參數(shù)；2、換流變油中氣體預(yù)測方法形成換流變油中氣體預(yù)測方法的換流變特征量矩陣和基礎(chǔ)樣本數(shù)據(jù)庫；待預(yù)測的換流變油中氣體的相似樣本確定；換流變油中氣體的初始預(yù)測；換流變油中氣體的預(yù)測方法的參數(shù)優(yōu)化；換流變油中氣體的預(yù)測結(jié)果。本發(fā)明可預(yù)測直流輸電換流變油中氣體趨勢，可可結(jié)合三比值、大衛(wèi)三角等方法進行故障診斷。有效及時的確定換流變故障，同時及時指導(dǎo)運行單位進行換流變停運、繼續(xù)運行、帶電測試、加強巡視、故障診斷、返廠大修、現(xiàn)場檢修等決策制定。
文檔編號G01N33/28GK102967696SQ201210455000
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者錢海, 趙建寧, 劉相槍, 鄧軍, 呂金壯, 田應(yīng)富, 王奇, 楚金偉, 周震震, 陳禾, 伍衡, 黃和燕, 周海濱, 王朝碩, 張建剛, 楊光源, 常安, 王昕 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心