CN104020401A - 基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态评估方法，包括：1.采集油纸绝缘热老化特征数据并划分油纸绝缘热老化状态等级；2.根据油纸绝缘热老化特征数据确定油纸绝缘评估指标的综合权重；3.根据油纸绝缘热老化状态评估特点，建立基于云模型的隶属函数模型；4.根据所述隶属函数模型，获取各热老化状态对应的可靠性状态。本发明的评估方法，计算结果可信度较高，评估结论清晰、准确，且能通过计算油纸绝缘属于不同状态区间的隶属度，获知变压器油纸绝缘热老化状态的变化趋势和所处状态的概率。

Description

基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法

技术领域

本发明涉及变压器老化状态检测技术领域，尤其涉及基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法。

背景技术

变压器是否正常运行直接关系到电力系统的安全稳定，而变压器的运行寿命很大程度上取决于油纸绝缘系统的老化状态。在变压器运行过程中，绝缘油纸长期承受热、电、机械、化学等多种外部应力作用，导致绝缘材料老化。因此，准确评估绝缘系统的老化状态，就变得尤为重要。

油浸绝缘纸聚合度是评估绝缘老化状态最重要的参数。热老化是导致油浸绝缘纸聚合度下降的主要原因，因此Arrhenius方程定义的热老化速率与聚合度的下降存在明显的相关性。另有研究表明，油浸绝缘纸聚合度的下降与电力变压器的运行时间满足动力学关系模型，而油浸绝缘纸初始状态以及寿命终止状态时聚合度的取值，极大的影响模型的分析结果。

传统诊断变压器油纸绝缘老化状态的试验方法主要有油中溶解气体分析(DGA)、局部放电检测(PD)、油中糠醛含量分析以及绝缘纸聚合度(DP)分析等。在利用油中溶解气体和糠醛含量进行绝缘寿命评估研究方面，由于工程实际中的限制，主要是根据大量老化试验得到统计数据，研究油中溶解气体、糠醛与油浸绝缘纸聚合度的对应关系。研究人员统计了大量电力变压器运行数据，分析结果表明：油中溶解气体中CO₂含量与绝缘纸平均聚合度之间存在较好的关联关系，其线性相关系数高达0.88；油中溶解气体中(CO+CO₂)含量与绝缘纸平均聚合度残留率也有较好的关联性。另外，从20世纪80年代开始的众多研究结果均表明，电力变压器油中糠醛含量与绝缘纸平均聚合度之间存在半对数线性关系。

由于变压器油纸绝缘热老化是一个长期的过程，正常运行状态下，可稳定运行几十年，因此如果要进行变压器油纸绝缘热老化规律研究，则按照蒙辛格规则推出的加速热老化6℃法则在实验室模拟真实变压器中油纸绝缘热老化过程，蒙辛格规则认为，油纸绝缘热老化率随温度变化的系数可以近似取为常数，即温度每增加6℃，老化率增加一倍，在IEC60076-7：2005油浸式电力变压器负载导则中将98℃的老化率定为″1″，那么104℃时老化率为2，其他温度以此类推。变压器油纸绝缘热老化状态评估，主要依据热老化过程中油纸绝缘参数的阈值。油纸绝缘热老化影响因素较多，热老化机理复杂，难以通过单一参数的变化来准确判断油纸绝缘的热老化状态。多参数油纸绝缘热老化状态评估方法，能够综合考虑各参数对油纸绝缘热老化状态的影响。

油纸绝缘热老化状态评估过程具有模糊性与不确定性。在传统多参数评估方法中，模糊集理论采用精确的隶属度函数来描述模糊事物具有的亦此亦彼特性，使得分析过程只考虑了事物的模糊性而忽略了不确定性，降低了评估结果的准确性。

为解决上述问题，迫切需要研究新的油纸绝缘热老化状态评估方法，综合处理评估指标的模糊性和不确定性，对变压器油纸绝缘热老化状态进行评估。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态评估方法，综合处理评估指标的模糊性和不确定性，对变压器油纸绝缘热老化状态进行评估。

本发明提供的方法包括以下步骤：

S1.采集油纸绝缘热老化特征数据并划分油纸绝缘可靠性状态等级；

S2.根据油纸绝缘热老化特征数据确定油纸绝缘评估指标的综合权重；

S3.根据油纸绝缘可靠性状态评估特点，建立基于云模型的隶属函数模型；

S4.根据所述隶属函数模型，获取各热老化状态对应的可靠性状态。

进一步，步骤1所述隶属函数模型为：

$\left\{\begin{array}{ccc}{y}_1\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \left\{\begin{array}{cc}1& 0.9\≤x_{\mathrm{ri}}\≤1.0\\ \mathrm{upclud}& 0.7\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.9\end{array}\right.& \\ y_2\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \mathrm{cloud}& 0.5\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.9\\ y_3\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \left\{\begin{array}{cc}\mathrm{downcloud}& 0.5\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.7\\ 1& 0.4\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.5\\ \mathrm{upcloud}& 0.2\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.4\end{array}\right.& \\ y_4\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \left\{\begin{array}{cc}\mathrm{downcloud}& 0.2\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.4\\ 1& 0\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.2\end{array}\right.& \end{array}\right.$

公式中，cloud、upcloud和doWncloud分别表示全云模型、半上升云模型和半下降云模型，y₁、y₂、y₃、y₄分别对应油纸绝缘热老化可靠度由高到低的四个等级，所述隶属函数模型即为油纸绝缘热老化各等级可靠性评估云模型。

进一步，根据油纸绝缘各评估指标参数数据与绝缘总体可靠性的关系，计算各评估指标属于绝缘总体可靠性的隶属度；对油纸绝缘各评估指标的隶属度进行加权和计算，获取油纸绝缘热老化各等级可靠度。

进一步，将不同老化等级指标的油纸绝缘可靠度代入隶属函数模型中，通过加权和计算，得到不同老化等级油纸绝缘可靠度属于的各热老化状态的隶属度，即油纸绝缘的热老化可靠性状态。

进一步，所述油纸绝缘评估指标的综合权重为评估指标的动态权重和静态权重的综合。

进一步，所述静态权重为选定波形相似系数来描述基于绝缘油理化参数与基于绝缘纸聚合度的可靠性Weibull分布曲线之间的相关性，并将相似系数计算结果作为指标的静态权重。静态权重的表达式为：

$\mathrm{NCC}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s}_1\left(n\right)\·s_2\left(n\right)}{\sqrt{\left(\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s_1}^2\left(n\right)\right)\·\left(\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s_2}^2\left(n\right)\right)}}$

公式中，s₁和s₂分别为待比较的归一化波形1和2，波形相似系数NCC描述两个波形的相似程度，NCC的取值范围为0到1之间，0代表两个波形完全不相关，1则代表两个波形完全相同；

所述动态权重为选用熵权法表征指标在热老化过程中数据的变化情况，确定各指标的动态权重。则动态权重的表达式为：

$\mathrm{\μ}=[{\mathrm{\μ}}_1,{\mathrm{\μ}}_2,\·\·\·,{\mathrm{\μ}}_m],\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\μ}}_i=1,$

公式中，μ_i为第i项评估指标的初始熵权；

综合各评估指标的静态权重和动态权重得到指标的综合权重，则综合权重的表达式为：

$p_i=\frac{{\mathrm{\ω}}_i{\mathrm{\μ}}_i}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i{\mathrm{\μ}}_i}$

公式中，ω_i为某一参数指标与绝缘纸聚合度的波形相似系数NCC。

进一步，所述油纸绝缘评估指标包括：油击穿电压、油中糠醛、油酸值、油中H₂含量、CO₂与CO比值以及总烃含量，将所述油纸绝缘评估指标数据建立初始数据样本集X，将所述初始数据样本集X中各参数数值按照各自的取值范围全部归一化到[0，1]区间，指标归一化值x′_i代入隶属函数模型中，计算得到指标属于不同状态的隶属度δ_i。对于油纸绝缘可靠性随参数数值增大而下降的参数，用(1-x′_i)代替x′_i。

本发明的有益效果：综合处理评估指标的模糊性和不确定性，计算结果可信度较高，评估结论清晰、准确，且能通过计算油纸绝缘属于不同状态区间的隶属度，获知变压器油纸绝缘热老化状态的变化趋势和所处状态的概率。计算结果和对比分析表明，通过油纸绝缘热老化可靠性评估云模型，计算得到的油纸绝缘热老化可靠性水平与其寿命阶段实际情况基本相符。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明的实施例的流程图

图2是语言值″20左右″的隶属云

图3是本发明的隶属函数图

具体实施方式

下面通过一个优选实施例来进行详细的描述。

图1是本发明进行油纸绝缘热老化状态可靠性评估的流程图。其具体步骤如下：

步骤1：采集油纸绝缘热老化特征数据。采集电力变压器油纸绝缘热老化过程中各个时间监测点的绝缘油特征参数及绝缘纸聚合度特征参数数据，其中绝缘油特征参数包括油击穿电压、油酸值、油中糠醛含量、油中溶解特征气体含量，油中溶解特征气体包括H₂、C₂H₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、CO、CO₂。

记录采集得到的数据并建立初始数据样本集，记录中包含的信息有时间监测点以及油纸绝缘热老化特征参数的监测数据。为便于后续算法计算过程，将各指标进行归一化处理。

本实施例将油纸绝缘热老化可靠性状态分成四个等级，分别表示油纸绝缘热老化可靠性高、较高、较低和很低四个状态。

步骤2：根据所述处理后的数据确定油纸绝缘热老化评估指标的综合权重。根据油纸绝缘热老化特点，本发明所选取的指标为油击穿电压、油中糠醛、油酸值、油中H₂含量、CO₂与CO比值、总烃含量6个特征参数，这些所选取的评估指标能全面、真实地反映油纸绝缘热老化状态，并且容易获取。

在评估之前，需要首先确定各指标的权重。由于不同参数反映油纸绝缘热老化可靠性的灵敏程度不一样，各参数数据包含的信息量也有差异，因此参数指标可靠性在油纸绝缘总体可靠性评估模型中的重要度也不一样。针对油纸绝缘热老化可靠性评估，将各参数变化情况和指标相似度作为权重确定的两个因素，表征各参数对总体可靠性的重要程度。根据熵权法表征指标数据的变化情况，确定各指标的初始权重，根据参数波形相似系数，对初始权重进行修正得到指标的综合权重。

参数波形相似系数计算中有如下假定：各指标数据均符合二参数Weibull分布。

对于油纸绝缘热老化可靠性评估，假定已获得m个指标在n个阶段的初始数据矩阵X＝{x_ij}m×n，由于各指标量纲、数量级及指标优劣的取向均有很大差异，对各指标初始数据按下式做标准化处理。

$x_{\mathrm{ij}}^{\′}=x_{\mathrm{ij}}/\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{ij}}$   公式(1)

得到如下式所示指标数据标准化矩阵X′。

X′＝{x′_ij}_m×n  公式(2)

计算第i项指标的信息熵值，

$e_i=-k\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{ij}}^{\′}\ln x_{\mathrm{ij}}^{\′}$   公式(3)

信息熵e_i可度量第i项指标信息(指标的数据)的效用价值，当信息完全无序时，e_i＝1。此时，e_i的信息(也就是第i项指标的数据所包含的信息)对综合评估的效用值为零。所以，某项评估指标的信息效用价值取决于该评估指标信息熵e_i与1的差值h_i，

h_i＝1-e_i  公式(4)

熵权法的本质是利用评估指标数据所包含的价值系数来估算指标权重。当指标价值系数越高时，对评估结论的重要性和贡献就越大，计算得到第i项评估指标的初始熵权。

${\mathrm{\μ}}_i=\frac{h_i}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i}$   公式(5)

由此可得到各参数指标的初始熵权(动态权重)矩阵，

$\mathrm{\μ}=[{\mathrm{\μ}}_1,{\mathrm{\μ}}_2,\·\·\·,{\mathrm{\μ}}_m],\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\μ}}_i=1$   公式(6)

指标静态权重，即各参数波形相似系数(NCC)的计算如下式所示。

$\mathrm{NCC}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s}_1\left(n\right)\·s_2\left(n\right)}{\sqrt{\left(\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s_1}^2\left(n\right)\right)\·\left(\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s_2}^2\left(n\right)\right)}}$   公式(7)

式中，s₁和s₂分别为待比较的归一化波形1和2。波形相似系数NCC描述两个波形的相似程度，NCC的取值范围为0到1之间，0代表两个波形完全不相关，1则代表两个波形完全相同。在本发明方法中，s₁波形均设定为基于绝缘纸聚合度的油纸绝缘可靠性Weibull分布曲线，s₂依次设定为基于油击穿电压、油酸值、油中糠醛含量、H₂含量、CO₂/CO和总烃含量的油纸绝缘可靠性Weibull分布曲线。

计算得到指标初始熵权(动态权重)后，采用油纸绝缘热老化参数波形相似系数NCC(静态权重)对指标初始熵权进行修正。设某一参数指标与绝缘纸聚合度的波形相似系数为ω_i，则按式(8)对初始熵权μ_i进行修正可得到指标综合权重p_i。

$p_i=\frac{{\mathrm{\ω}}_i{\mathrm{\μ}}_i}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i{\mathrm{\μ}}_i}$   公式(8)

由此可得到油纸绝缘热老化参数指标综合权重矩阵P，

$P=[p_1,p_2,\·\·\·,p_m],\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i=1$   公式(9)

步骤3：建立基于云模型的隶属函数。云模型具有期望值Ex、熵En和超熵He三个数字特征，附图2显示了语言值″20左右″的隶属云。在模糊数学中，Zadeh用隶属程度来描述差异的中间过度状态。隶属函数是模糊数学中最基本、最重要的概念，是描述模糊对象的关键，隶属函数构造质量的好坏，直接决定了评价系统的优劣。在油纸绝缘热老化可靠性评估云模型中，隶属函数的确定同样重要。本发明构造了半梯形与半云相结合的指标隶属函数模型，其数学表达式如公式(10)所示，隶属函数图如附图3所示。附图3中，横轴是指标的归一化值，纵轴是指标的隶属度值，从右至左，第一个半云代表指标隶属于第一个等级的概率，以此类推。当给出确定的指标值时，可以直观得到指标隶属于某一等级的程度。其中，y1对应油纸绝缘的热老化可靠度很高，y2对应可靠度较高，y3对应可靠度较低，y4对应可靠度很低。

$\left\{\begin{array}{ccc}{y}_1\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \left\{\begin{array}{cc}1& 0.9\≤x_{\mathrm{ri}}\≤1.0\\ \mathrm{upclud}& 0.7\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.9\end{array}\right.& \\ y_2\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \mathrm{cloud}& 0.5\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.9\\ y_3\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \left\{\begin{array}{cc}\mathrm{downcloud}& 0.5\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.7\\ 1& 0.4\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.5\\ \mathrm{upcloud}& 0.2\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.4\end{array}\right.& \\ y_4\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \left\{\begin{array}{cc}\mathrm{downcloud}& 0.2\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.4\\ 1& 0\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.2\end{array}\right.& \end{array}\right.$   公式(10)

式中，cloud、upcloud和downcloud分别表示全云模型、半上升云模型和半下降云模型。

步骤4：根据油纸绝缘各指标参数数据与绝缘总体可靠性的关系，确定各指标的隶属度。根据油纸绝缘参数数据与可靠性的关系，参数指标分为两类：一类是油纸绝缘可靠性随参数数值的增大而下降，如油中糠醛含量、油酸值、H₂和总烃含量；另一类是油纸绝缘可靠性随参数数值的减小而下降，如油击穿电压、CO₂/CO比值。对于油纸绝缘可靠性随参数数值减小而下降的一类参数，将指标归一化值x′_i代入公式(10)中，计算得到指标属于不同状态的隶属度δ_i；对于油纸绝缘可靠性随参数数值增大而下降的参数，用(1-x′_i)代替x′_i，并将(1-x′_i)代入公式(10)中计算指标的隶属度δ_i。对各指标隶属度δ_i进行加权和计算，可得到油纸绝缘热老化可靠性M，如公式(11)所示：

$M=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i{\mathrm{\δ}}_i$   公式(11)

式中，δ_i表示第i个指标的隶属度；p_i表示第i个指标的综合权重；M表示油纸绝缘可靠性评估云模型计算结果。

将不同老化阶段的指标可靠度计算结果代入状态评估云模型中，通过公式(11)的加权和计算，得到不同老化阶段油纸绝缘属于的各热老化状态的隶属度，即油纸绝缘的热老化可靠性状态。

油纸绝缘热老化状态评估模型可以计算出油纸绝缘热老化状态可靠度，但可靠度与油纸绝缘热老化状态的对应关系未能确定。定义油纸绝缘热老化状态等级如下：

H＝{H₁，H₂，...，H_n，...，H_N}  公式(12)

本发明中取N＝4，即油纸绝缘热老化可靠性状态分成四个等级，分别表示油纸绝缘热老化可靠性高、较高、较低和很低四个状态。

为了说明电力变压器油纸绝缘热老化状态评估模型的具体实现过程，本发明选用130℃下油纸绝缘加速热老化试验数据对基于云模型理论的的可靠性评估模型进行分析。在热老化试验的4个阶段采集油纸绝缘特征参数指标数据，构建初始数据样本集。

首先计算各指标的熵权(动态权重)，如表1所示：

参数	ei	hi	μi
				Y1，击穿电压	0.9792	0.0208	0.0574
Y2，CO2/CO	0.9697	0.0303	0.0836
				Y3，酸值	0.8887	0.1113	0.3072

Y4，H2	0.9114	0.0886	0.2445
				Y5，糠醛	0.9090	0.091	0.2512
Y6，总烃	0.9797	0.0203	0.0560

表1六个参数指标的熵权(动态权重)

计算得到各油纸绝缘热老化参数指标初始熵权μ_i后，通过公式(8)对初始权重进行修正得到各指标的综合权重。其中，经过计算得到的油纸绝缘参数指标初始熵权矩阵μ＝[0.0574，0.0836，0.3072，0.2445，0.2512，0.0560]，计算得到的绝缘油参数与绝缘纸聚合度的波形相似系数矩阵ω＝[0.9772，0.9904，0.9174，0.9992，0.9667，0.9830]。最后，根据公式(8)计算得到油纸绝缘热老化可靠性评估中6个指标的综合权重矩阵P＝[0.0583，0.0860，0.2927，0.2537，0.2522，0.0572]。

然后，根据油纸绝缘在130℃下的热老化验证数据，计算油纸绝缘热老化数据的归一化值如表2所示：

表2油纸绝缘在130℃下热老化试验数据的归一化值

对于油纸绝缘可靠性随参数值减小而下降的一类参数，可直接使用指标的归一化值x′_i计算隶属度；对与油纸绝缘可靠性随参数值增大而下降的这一类参数，使用(1-x′_i)代替x′_i计算指标的隶属度。

隶属度函数的确定过程，本质上说应该是客观的，但每个人对于同一个模糊概念的认识理解又有差异，因此，隶属度函数的确定又带有主观性。隶属度函数的确立目前还没有一套成熟有效的方法，大多数系统的确立方法还停留在经验和实验的基础上。对于同一个模糊概念，不同的人会建立不完全相同的隶属度函数，尽管形式不完全相同，只要能反映同一模糊概念，在解决和处理实际模糊信息的问题中仍然殊途同归。常用的主要方法有模糊统计法、例证法、专家经验法、二元对比排序法等。

二维云模型计算得到的指标隶属度是一个不确定值，使得油纸绝缘热老化可靠性评估过程与一般的模糊综合评估相比有所改变。为提高油纸绝缘热老化可靠性评估结果的可信度，需要重复进行N次计算。计算在不同隶属度情况下的评估值C_i(i＝1，......，N)，按照式(13)所示，计算得到C_i的平均值作为油纸绝缘热老化可靠性评估结果。

$C_{\mathrm{final}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_i/N$   公式(13)

本发明中，N取1000。

根据公式(10)所示云模型隶属函数表达式，计算130℃下各指标属于各状态区间的隶属度，计算结果如表3所示：

表3油纸绝缘在130℃下指标的隶属度

由表3中的计算结果，按公式(11)对130℃下指标隶属度δ_i进行加权和计算，获得油纸绝缘热老化可靠性M。计算结果如表4所示：

表4130℃时油纸绝缘可靠性评估云模型计算结果

在130℃时，油浸绝缘纸的聚合度随着老化时间的增加而快速下降，在老化40天后聚合度降低为210，油纸绝缘到达了寿命末期。随着热老化时间的增加，油纸绝缘的可靠性不断下降，从可靠度高、可靠度较高的状态下降为可靠度较低，并最终达到可靠度很低的状态。通过可靠性评估云模型计算得到的油纸绝缘热老化状态，与绝缘纸聚合度变化情况基本一致。计算结果和对比分析表明，通过油纸绝缘热老化可靠性评估云模型，计算得到的油纸绝缘热老化可靠性水平与其寿命阶段实际情况基本相符。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1.采集油纸绝缘热老化特征数据并划分油纸绝缘可靠性状态等级；

S2.根据油纸绝缘热老化特征数据确定油纸绝缘评估指标的综合权重；

S3.根据油纸绝缘可靠性状态等级，建立基于云模型的隶属函数模型；

S4.根据所述隶属函数模型，获取各热老化状态对应的可靠性状态。

2.根据权利要求1所述一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法，其特征在于：所述隶属函数模型为：

$\left\{\begin{array}{ccc}{y}_1\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \left\{\begin{array}{cc}1& 0.9\≤x_{\mathrm{ri}}\≤1.0\\ \mathrm{upclud}& 0.7\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.9\end{array}\right.& \\ y_2\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \mathrm{cloud}& 0.5\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.9\\ y_3\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \left\{\begin{array}{cc}\mathrm{downcloud}& 0.5\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.7\\ 1& 0.4\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.5\\ \mathrm{upcloud}& 0.2\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.4\end{array}\right.& \\ y_4\left(x_{\mathrm{ri}}\right)=& \left\{\begin{array}{cc}\mathrm{downcloud}& 0.2\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.4\\ 1& 0\≤x_{\mathrm{ri}}\≤0.2\end{array}\right.& \end{array}\right.$

公式中，cloud、upcloud和downcloud分别表示全云模型、半上升云模型和半下降云模型，y₁、y₂、y₃、y₄分别对应油纸绝缘热老化可靠度的四个等级，所述隶属函数模型即为油纸绝缘热老化各阶段可靠性评估云模型。

3.根据权利要求2所述一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法，其特征在于：根据油纸绝缘各评估指标参数数据与绝缘总体可靠性的关系，计算评估指标属于绝缘总体可靠性的隶属度；对油纸绝缘各评估指标的隶属度进行加权和计算，获取油纸绝缘可靠性评估云模型计算结果。

4.根据权利要求3所述一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法，其特征在于：将油纸绝缘可靠性评估云模型计算结果代入隶属函数模型中，通过加权和计算，得到不同老化阶段油纸绝缘可靠度属于的各热老化状态的隶属度，即油纸绝缘的热老化可靠性状态。

5.根据权利要求3所述一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法，其特征在于：步骤S2所述油纸绝缘评估指标的综合权重为评估指标的动态权重和静态权重的综合；

所述静态权重为选定波形相似系数来表征基于绝缘油理化参数与基于绝缘纸聚合度的可靠性Weibull分布曲线之间的相关性，并将相似系数计算结果作为指标的静态权重，静态权重的表达式为：

$\mathrm{NCC}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s}_1\left(n\right)\·s_2\left(n\right)}{\sqrt{\left(\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s_1}^2\left(n\right)\right)\·\left(\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{s_2}^2\left(n\right)\right)}}$

公式中，s₁和s₂分别为待比较的归一化波形1和2，波形相似系数NCC描述两个波形的相似程度，NCC的取值范围为0到1之间，0代表两个波形完全不相关，1则代表两个波形完全相同；

所述动态权重为选用熵权法表征指标在热老化过程中数据的变化情况，确定各指标的动态权重，动态权重的表达式为：

$\mathrm{\μ}=[{\mathrm{\μ}}_1,{\mathrm{\μ}}_2,\·\·\·,{\mathrm{\μ}}_m],\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\μ}}_i=1,$

公式中，μ_i为第i项评估指标的初始熵权；

综合各评估指标的静态权重和动态权重得到指标的综合权重，则综合权重的表达式为：

$p_i=\frac{{\mathrm{\ω}}_i{\mathrm{\μ}}_i}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i{\mathrm{\μ}}_i},$

公式中，ω_i为某一参数指标与绝缘纸聚合度的波形相似系数NCC。

6.根据权利要求5所述一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法，其特征在于：所述油纸绝缘评估指标包括：油击穿电压、油中糠醛、油酸值、油中H₂含量、CO₂与CO比值以及总烃含量，将所述油纸绝缘评估指标数据建立初始数据样本集，将所述初始数据样本集中各参数数值按照各自的取值范围全部归一化到[0，1]区间，指标归一化值x′_i代入隶属函数模型中，计算得到指标属于不同状态的隶属度。

7.根据权利要求6所述一种基于云模型理论的变压器绝缘热老化状态的评估方法，其特征在于：对于油纸绝缘可靠性随参数值减小而下降的一类参数，可直接使用指标的归一化值x′_i计算隶属度；对于油纸绝缘可靠性随参数数值增大而下降的参数，用(1-x′_i)代替x′_i。