基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電 流二次回路狀態(tài)評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變電站電流二次回路狀態(tài)評估不僅能時刻對二次電流回路進行檢測、及時發(fā)現(xiàn)故 障及故障隱患，以便合理安排人員進行檢修，有效較少故障的發(fā)生，同時對提高變電站智能 化和電網(wǎng)運行的可靠性以及提高工作人員的工作效率等方面具有重要的意義。
[0003] 目前變電站電流二次回路狀態(tài)評估的困難主要有：（1)影響變電站電流二次回路 狀態(tài)評估的因素眾多，這些因素中有些與電流二次回路的狀態(tài)有定量關(guān)系，有些具有定性 關(guān)系，有些兩者兼有；（2)狀態(tài)評估受到多指標(biāo)的制約，不僅僅取決于現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析、同時要 綜合考慮歷史數(shù)據(jù)以及安裝環(huán)境等因素的影響。
[0004] 現(xiàn)有的狀態(tài)評估方法主要分為兩類，一種是完全依賴于評估者的主觀判斷，由于 評估者的主觀判斷影響，不確定性因素較多；另一種是完全依賴某一種檢測數(shù)據(jù)，忽視了其 它有用信息在運行維護中的重要性。這兩類評估方法的評估準(zhǔn)確性都有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方 法。
[0006] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：
[0007] -種基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，步驟如下：
[0008] 步驟1、獲取不同環(huán)境溫度下的變電站電流二次回路發(fā)熱修正系數(shù)；
[0009] 步驟2、檢測變電站電流二次回路溫度和安裝環(huán)境溫度，構(gòu)建變電站電流二次回路 發(fā)熱量修正函數(shù)；
[0010] 步驟3、構(gòu)建電流二次回路良好狀態(tài)下的發(fā)熱計算模型；
[0011] 步驟4、確定單位時間內(nèi)二次回路檢測發(fā)熱量和假設(shè)二次回路良好狀態(tài)下發(fā)熱量 的差值、增比系數(shù)和評估系數(shù)；
[0012] 步驟5、根據(jù)評估等級可信函數(shù)確定變電站電流二次回路狀態(tài)。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點為：
[0014] (1)本發(fā)明提供了一種基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，評 估精度高，評估方法簡單，具有較高的實用價值，為實現(xiàn)變電站設(shè)備的狀態(tài)維護提供客觀依 據(jù)；
[0015] (2)本發(fā)明可以有效地彌補簡單溫度檢測方法的缺陷，并且利用電流數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù) 據(jù)和大量歷史數(shù)據(jù)以及結(jié)合電網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)提高了變電站電流二次回路狀態(tài)評估的準(zhǔn)確性， 在智能電網(wǎng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法流程圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明的評估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的修正參數(shù)實驗圖。
【具體實施方式】
[0019] 結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，由 變電站電流二次回路及其安裝環(huán)境溫度檢測、變電站電網(wǎng)數(shù)據(jù)收集與分析計算、歷史數(shù)據(jù) 庫、變電站電流二次回路狀態(tài)評估等部分組成;評估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，評估方法步驟如 下：
[0020] 步驟1、通過實驗獲取不同環(huán)境溫度下的變電站電流二次回路發(fā)熱修正系數(shù)
[0021] 由于變電站電流二次回路在通過電流是會產(chǎn)生熱量，并經(jīng)外部環(huán)境進行散熱。因 此，只通過測量溫度來計算其發(fā)熱量是有誤差的，因此需要進行修正。實驗獲取修正系數(shù)的 方法如圖3所示;實驗中每種情況經(jīng)過多次實驗，剔除可疑數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)經(jīng)處理后得出相 關(guān)的發(fā)熱修系數(shù)。不同環(huán)境溫度下的發(fā)熱修正系數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)b如表1所示：
[0022]表1發(fā)熱修正系數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)b
[0025] 修正后的發(fā)熱量與電流的比例系數(shù)CM如式(1)所示：
[0026] CM=I2R/(9i-02)(l+b) (1)
[0027] 式中I為輸入的電流，R為模擬回路的等效電阻，0^02*別為導(dǎo)線和實驗環(huán)境溫度；
[0028] 步驟2、檢測變電站電流二次回路溫度和安裝環(huán)境溫度，構(gòu)建變電站電流二次回路 發(fā)熱量修正函數(shù)；
[0029] 利用無線溫度檢測裝置實現(xiàn)對變電站電流二次回路各個主要部位溫度的測量，利 用無線環(huán)境檢測裝置實現(xiàn)變電站站電流二次回路安裝環(huán)境的溫度等參數(shù)的測量;通過無線 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄⒆冸娬倦娏鞫位芈窚囟扰c環(huán)境檢測數(shù)據(jù)進行集中收集、整理和分類；
[0030]利用上述檢測數(shù)據(jù)和表1，計算出變電站電流二次回路發(fā)熱量Qc:
[0032] 式中α?、α2分別為電流二次回路監(jiān)測點溫度和環(huán)境溫度，b的值通過測量值^查表1 獲得，當(dāng)α 2為非整數(shù)值時，可通過插值法求得相應(yīng)的b值，t為一個檢測周期的時間。
[0033] 步驟3、構(gòu)建電流二次回路良好狀態(tài)下的發(fā)熱計算模型，其計算公式如式(3)所示：
[0035]式中，Qj為二次回路良好狀態(tài)下的單位時間發(fā)熱量計算值，ω =23if=l〇〇3i，I為實 時收集的電流值，R為二次回路等效電阻，U為回路對地電壓，c為二次回路對地電容、tgS為 二次回路絕緣損耗因數(shù)。
[0036]步驟4、確定單位時間內(nèi)二次回路檢測發(fā)熱量和假設(shè)二次回路良好狀態(tài)下發(fā)熱量 的差值、增比系數(shù)和評估系數(shù)；
[0037]由式(4)計算出AQ;
[0039] 繪制AQ的變化曲線，并與歷史曲線相比獲取增比系數(shù)k，所述的歷史曲線為同一 個二次回路在以前時刻所獲取的△ Q變化曲線；
[0040] 檢測相同電網(wǎng)一次側(cè)的η個二次回路溫度找出(^~(^中的最小值ak，然后分 別求^~知與處的比值V i~，測量時將選取回路的相應(yīng)比值作為評估系數(shù)V。
[0041] 步驟5、根據(jù)評估等級可信函數(shù)確定變電站電流二次回路狀態(tài)
[0042] 步驟5-1、將步驟4中得到的Δ Q、k、a'分別代入到評估等級可信函數(shù)(5)~(8)中， 分別計算出個上述三個參數(shù)在四個級別下的可信度;其中一、二、三、四級分別對應(yīng)的是變 電站電流二次回路狀態(tài)評估的良好狀態(tài)、一般狀態(tài)、注意狀態(tài)和嚴(yán)重狀態(tài)；

[0051]其中，X1為確保二次回路良好狀態(tài)下Δ Q、k或α'的最小值，X2為二次回路一般狀態(tài) 下Δ Q、k或V的最小值，X3為二次回路需要注意狀態(tài)下Δ Q、k或V的最小值，X4為二次回路嚴(yán) 重狀態(tài)下△ Q、k或V的最小值，以第一可靠系數(shù)得到的值，ε4為χ4乘以第二可靠系 數(shù)得到的值，第一可靠系數(shù)和第二可靠系數(shù)均大于1，本實施方式中第一可靠系數(shù)取1.4,第 二可靠系數(shù)取1.2~1.3;其中 ￡1、^、13^4、￡4的值根據(jù)實驗數(shù)據(jù)庫、檢修維護數(shù)據(jù)庫、歷 史曲線數(shù)據(jù)庫和專家數(shù)據(jù)庫獲得；
[0052]步驟5-2、由式(9)計算Δ Q、k和α'的可變權(quán)重：
[0054] 由式(10)分別計算四個等級的評估值：
[0055]
[0056] 步驟5-3、比較V1、V2、V3、V4四個評估值，其中最大的Vi所對應(yīng)的級別即為最終的評 估結(jié)果。
【主權(quán)項】
1. 一種基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，其特征在于，步驟如下： 步驟1、獲取不同環(huán)境溫度下的變電站電流二次回路發(fā)熱修正系數(shù)； 步驟2、檢測變電站電流二次回路溫度和安裝環(huán)境溫度，構(gòu)建變電站電流二次回路發(fā)熱 量修正函數(shù)； 步驟3、構(gòu)建電流二次回路良好狀態(tài)下的發(fā)熱計算模型； 步驟4、確定單位時間內(nèi)二次回路檢測發(fā)熱量和二次回路良好狀態(tài)下發(fā)熱量的差值、增 比系數(shù)和評估系數(shù)； 步驟5、根據(jù)評估等級可信函數(shù)確定變電站電流二次回路狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，其特 征在于，步驟1中通過實驗獲取在不同環(huán)境條件下的發(fā)熱修正系數(shù)b和CM: CM=lV(0i-02)(l+b) (1) 式中，CM為修正后的發(fā)熱量與電流的比例系數(shù)，I為輸入的電流，R為模擬回路的等效電 阻，Θι、θ2分別為導(dǎo)線和實驗環(huán)境溫度。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，其特 征在于，步驟2中變電站電流二次回路發(fā)熱量修正函數(shù)為；(2) 式中，Qc為變電站電流二次回路發(fā)熱量，αι、α2分別為電流二次回路監(jiān)測點溫度和環(huán)境 溫度，b的值通過測量值02查表1獲得，當(dāng)02為非整數(shù)值時，通過插值法求得相應(yīng)的b值，t為一 個檢測周期時間。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，其特 征在于，步驟3中電流二次回路良好狀態(tài)下的發(fā)熱計算模型為(3) 式中，Qj為二次回路良好狀態(tài)下的單位時間發(fā)熱量計算值，ω =2時=10〇31，1為實時收 集的電流值，R為二次回路等效電阻，U為回路對地電壓，C為二次回路對地電容，tgS為二次 回路絕緣損耗因數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，其特 征在于，單位時間內(nèi)二次回路檢測發(fā)熱量和假設(shè)二次回路良好狀態(tài)下發(fā)熱量的差值A(chǔ)Q為：(4) 繪制A Q的變化曲線，并與歷史曲線相比獲取增比系數(shù)k，所述的歷史曲線為同一個二 次回路在W前時刻所獲取的Δ Q變化曲線； 檢測相同電網(wǎng)一次側(cè)的η個二次回路溫度αι~αη，找出αι~an中的最小值Qk，然后分別求 口1~an與Qk的比值〇/1~α\，測量時將選取回路的相應(yīng)比值作為評估系數(shù)口/。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，其特 征在于，步驟5具體過程為： 步驟5-1、將步驟4中得到的AQ、k、a/分別代入到評估等級可信函數(shù)(5)~(8)中，分別 計算出個上述Ξ個參數(shù)在四個級別下的可信度；其中一、二、Ξ、四級分別對應(yīng)的是變電站 電流二次回路狀態(tài)評估的良好狀態(tài)、一般狀態(tài)、注意狀態(tài)和嚴(yán)重狀態(tài)； 四級：其中，XI為確保二次回路良好狀態(tài)下A Q、k或〇/的最小值，Χ2為二次回路一般狀態(tài)下Δ Q、k或〇/的最小值，X3為二次回路需要注意狀態(tài)下Δ Q、k或〇/的最小值，X4為二次回路嚴(yán)重狀 態(tài)下Δ Q、k或〇/的最小值，ει為XI除W第一可靠系數(shù)得到的值，64為x4乘W第二可靠系數(shù)得 到的值，第一可靠系數(shù)和第二可靠系數(shù)均大于1; 步驟5-2、由式(9)計算Δ Q、k和曰/的可變權(quán)重：(9) 由式(10)分別計算四個等級的評估值：式中，i = l~4; 步驟5-3、比較Vl、V2、V3、V4四個評估值，其中最大的Vl所對應(yīng)的級別即為最終的評估結(jié) 果。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于多數(shù)據(jù)處理的變電站電流二次回路狀態(tài)評估方法，方法包括：獲取不同環(huán)境溫度下的變電站電流二次回路發(fā)熱修正系數(shù)；檢測變電站電流二次回路溫度和安裝環(huán)境溫度，構(gòu)建變電站電流二次回路發(fā)熱量修正函數(shù)；構(gòu)建電流二次回路良好狀態(tài)下的發(fā)熱計算模型；確定單位時間內(nèi)二次回路檢測發(fā)熱量和假設(shè)二次回路良好狀態(tài)下發(fā)熱量的差值、增比系數(shù)和評估系數(shù)；根據(jù)評估等級可信函數(shù)確定變電站電流二次回路狀態(tài)。本發(fā)明有效地彌補了簡單溫度檢測方法的缺陷，提高了變電站電流二次回路狀態(tài)評估的準(zhǔn)確性，在智能電網(wǎng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN105548750
【申請?zhí)枴緾N201510901775
【發(fā)明人】陳奎, 萬發(fā)勤, 謝傳通, 張福來, 陳寅浩, 李忠, 孫運志, 盧霄珍, 張慶濤, 蔡成新
【申請人】江蘇省電力公司連云港供電公司, 國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月8日