CN108548974A

CN108548974A - 基于时序动态视角的变压器状态评价方法及装置

Info

Publication number: CN108548974A
Application number: CN201810408345.9A
Authority: CN
Inventors: 潘维; 黄盛超; 王国来; 王荣; 陈鹏; 邝彬彬; 李龙; 谢吉朋; 苏旭辉; 张艳艳
Original assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2018-04-28
Filing date: 2018-04-28
Publication date: 2018-09-18

Abstract

本发明提供了基于时序动态视角的变压器状态评价方法及装置，涉及电力设备检测技术领域，其中，该基于时序动态视角的变压器状态评价方法包括：首先，按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标，即在变压器工作过程中实时获取其状态指标，由于，衡量变压器工作状态的指标较多而每个指标所反映的变压器的工作性能的重要性都不同，在获取到多个状态指标之后，分别为每个状态指标确定相应的权重系数，以分别对变压器进行不同程度的衡量，之后，根据各个状态指标和权重系数建立动态评价模型，通过动态评价模型在不同运行时刻的数值来考量变压器的运行状态，预判变压器运行状态趋势，方便快捷。

Description

基于时序动态视角的变压器状态评价方法及装置

技术领域

本发明涉及电力设备检测技术领域，尤其涉及基于时序动态视角的变压器状态评价方法及装置。

背景技术

变压器是电网中最重要、最昂贵的输变电设备之一，变压器的运行状态是否良好直接影响电力网络的安全性和可靠性。如果，变压器发生故障，可能造成巨大的设备资产损失和停电损失，进而造成恶劣的社会影响。目前，常见的变压器(例如，110～500kV油浸式变压器)所采用的状态评价方法主要是针对变压器部件的运行状态量进行扣分，根据部件运行状态量的应扣分值是否达到上限阈值来判断设备部件为正常、注意、异常或严重等的状态。

其状态量扣分值由状态量劣化程度和权重共同决定，即状态量扣分值等于该状态量的基本扣分值乘以权重系数。例如，将状态量的劣化程度从轻到重分为四级，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级，其对应的基本扣分值为2、4、 8、10分。状态量对变压器安全运行的影响程度，从轻到重分为四个等级，对应的权重分别为权重1、权重2、权重3、权重4，其系数为1、2、3、4。权重1、权重2与一般状态量对应，权重3、权重4与重要状态量对应。当变压器所有部件评价为正常状态时，整体评价为正常状态；当任一部件状态为注意状态、异常状态或严重状态时，整体评价为其中最严重的状态。现有的扣分评价方法，劣化程度等级及权重均是固定的。

但是，采用上述评价方法来对变压器的运行状态进行评价存在以下不足：在评价过程中使用的数据通常不具有时序特征，即只利用某一个时间节点的数据而忽略了设备状态评价随时间的变化趋势，并且，在未出现明显故障异常前，无法看出变压器运行状态的变化，通常只有在设备出现相关问题才会去重新评价设备的运行状态，从而不利于变压器的安全稳定运行。

综上，目前关于无法根据时序动态评价监测变压器的运行状态的问题，尚无实际有效的解决办法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了基于时序动态视角的变压器状态评价方法及装置，通过动态获取变压器的多个状态指标以及确定相应的权重系数来实时动态评价变压器的运行状态，进而提高了对变压器运行状态的评价监测效率。

第一方面，本发明实施例提供了基于时序动态视角的变压器状态评价方法，包括：

按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标；

分别为每个所述状态指标确定相应的权重系数；

根据各个所述状态指标和所述权重系数建立动态评价模型。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标，包括：

获取每一个运行时刻对应的变压器的状态参数，其中，所述状态参数包括极小型指标参数和极大型指标参数；

将所述极小型指标参数均转化为极大型指标参数；

将所述极大型指标参数进行无量纲处理，得到多个状态指标。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述分别为每个所述状态指标确定相应的权重系数，包括：

根据重要性程度将多个所述状态指标进行排序，得到重要性排序表；

计算所述重要性排序表中每相邻两个所述状态指标之间的重要比；

根据在所述状态指标之前得到的所述重要比以及所述状态指标对应的重要比的总和计算所述状态指标相应的权重系数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据各个所述状态指标和所述权重系数建立动态评价模型，包括：

将所述状态指标和对应的所述权重系数相乘得到评价因子；

将获取到的各个评价因子进行加权求和，得到评价指标；

将所述评价因子和所述评价指标按照运行时刻建立成所述动态评价模型。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述将所述极大型指标参数进行无量纲处理，得到多个状态指标，包括：

按照运行时刻获取各个所述极大型指标参数对应的指标数据值；

对各个所述指标数据值进行求和，得到指标和；

在每一个所述运行时刻计算所述指标数据值与所述指标和的比值，得到多个所述状态指标。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

当指标数据值大于零时，多个所述状态指标均介于0与1之间，且，在所述运行时刻内多个所述状态指标的和等于1。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述状态参数包括多个状态点的采集数据。

第二方面，本发明实施例提供了基于时序动态视角的变压器状态评价装置，包括：

状态指标获取模块，用于按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标；

权重系数确定模块，用于分别为每个所述状态指标确定相应的权重系数；

评价模型建立模块，用于根据各个所述状态指标和所述权重系数建立动态评价模型。

第三方面，本发明实施例还提供一种终端，包括存储器以及处理器，存储器用于存储支持处理器执行上述方面提供的基于时序动态视角的变压器状态评价方法的程序，处理器被配置为用于执行存储器中存储的程序。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述任一项的方法的步骤。

本发明实施例提供的基于时序动态视角的变压器状态评价方法及装置，其中，该基于时序动态视角的变压器状态评价方法包括：首先，按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标，需要进行说明的是，预先为变压器设置多个状态指标，状态指标的个数等根据需要进行灵活配置，为了能够有效的对变压器的状态进行评价，以更好的预估变压器可能出现的故障，本发明在变压器工作过程中实时获取其状态指标，由于，衡量变压器工作状态的指标较多而每个指标所反映的变压器的工作性能的重要性都不同，在获取到多个状态指标之后，分别为每个状态指标确定相应的权重系数，以实现对变压器不同程度运行状态的衡量，之后，根据得到的各个状态指标和权重系数建立动态评价模型，通过动态评价模型在不同运行时刻的具体数值来考量变压器的运行状态，并能够通过前后时刻的具体数值的关联来预估变压器的性能，在必要的时候提前预警，从而能够方便快捷的实现对变压器运行状态的动态监测。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的基于时序动态视角的变压器状态评价方法的第一流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的基于时序动态视角的变压器状态评价方法的第二流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的基于时序动态视角的变压器状态评价方法的第三流程图；

图4示出了本发明实施例所提供的基于时序动态视角的变压器状态评价装置的结构连接图。

图标：1-状态指标获取模块；2-权重系数确定模块；3-评价模型建立模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在变压器运行过程中需要对其运行状态性能进行评价监测，并根据监测的结果来对变压器可能出现的故障进行提前预判分析。目前，为了使评价更为精准，通常，变压器的运行状态是由状态量劣化程度和权重共同决定，即状态量扣分值等于该状态量的基本扣分值乘以权重系数。但是，采用上述评价方法来对变压器的运行状态进行评价存在以下不足：在评价过程中使用的数据通常不具有时序特征，即只利用某一个时间节点的数据而忽略了设备状态评价随时间的变化趋势，并且，在未出现明显故障异常前，无法看出变压器运行状态的变化，通常只有在设备出现相关问题才会去重新评价设备的运行状态，从而不利于变压器的安全稳定运行。

基于此，本发明实施例提供了基于时序动态视角的变压器状态评价方法及装置，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1、图2和图3，本实施例提出的基于时序动态视角的变压器状态评价方法具体包括以下步骤：

步骤S101：按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标；

步骤S102：分别为每个状态指标确定相应的权重系数；

步骤S103：根据各个状态指标和权重系数建立动态评价模型。

下面对上述各个步骤进行详细阐述，上述步骤S101按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标，具体包括：

步骤S1011：获取每一个运行时刻对应的变压器的状态参数，其中，状态参数包括极小型指标参数和极大型指标参数；

需要进行说明的是，上述变压器的状态参数包括多个状态点的采集数据，采集数据的具体项目和个数可根据情况进行灵活限定，在本实施例中，以表1中所列的状态参数为主要参考目标，即通过绝缘油特性、电气试验和油中溶解气体三个大项的12个小项的综合情况来衡量变压器的运行状态。

表1

此外，需要进行说明的是，变压器各状态参数含有极大型指标参数和极小型指标参数，对于指标数据越小表明运行状况良好的评估指标，如油中微水含量等为极小型指标参数；对于指标数据越大表明运行状况良好的评估指标，如油击穿电压等为极大型指标参数，若指标中同时存在极大型指标参数和极小型指标参数，需要在进行综合评价前将评价指标类型作一致化处理，否则，无法定性判断综合评价值越大越好还是越小越好。

步骤S1012：将极小型指标参数转化为极大型指标参数；

为能更好体现变压器运行状态评价值随时间的变化，本实施例选择将非极大型评价指标参数均转换为极大型指标参数，对极小型指标参数x进行处理,令x^*＝M-x，式中，M为指标x的一个允许上界。

步骤S1013：将极大型指标参数进行无量纲处理，得到多个状态指标。

如表1所示，由于变压器各状态参数间由于各自量纲及量级的不同而存在不可公度性，量纲不统一化、指标间无法进行直接比较，为尽可能反应实际情况，排除由于各指标的量纲不同以及数值数量级间的悬殊差别所带来的影响，避免不合理现象发生，本方法选择对各状态参数进行无量纲化处理，即指标数据的标准化、规范化。

即在将极小型指标参数转化为极大型指标参数之后，将获取到多个极大型指标参数后，对其进行无量纲处理，令其中，x_j(j＝1,2,…,m)为极大型指标，其指标数据值为 x_ij(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m)。

按照运行时刻获取各个极大型指标参数对应的指标数据值，即获取各个极大型指标参数对应的指标数据值x_ij(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m)，具体实施时，上述x1油中微水/(mg/L)、x5绝缘电阻吸收比/％和x12总烃相对产气速率/％等可通过不同的测量工具在变压器上进行实时获取，为了方便操作，通常，上述指标数据值的获取是在时间上连续的。

在获取到上述指标数据值后，对各个指标数据值进行求和，得到指标和，即由于，在变压器运行过程中，是按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标的，这里的指标和为上述各个状态参数在同一个运行时刻对应的指标数据值的和。

之后，在每一个运行时刻计算指标数据值与指标和的比值，得到多个状态指标，即为得到的多个状态指标。

这里需要补充说明的是，当指标数据值大于零时，通常，在变压器运行过程中各个指标数据值均为正值，如果出现误测量等可能会出现指标数据值小于或者等于零的情况，由于，状态指标为指标数据值与指标和的比值，因此，多个状态指标均介于0与1之间，并且，在运行时刻内多个状态指标的和等于1，限定多个状态指标的和等于1是为了保证监测的完整性，通过检测多个状态指标的和是否等于1，来检测是否有状态参数的遗漏。

上述步骤S102分别为每个状态指标确定相应的权重系数，具体包括：

步骤S1021：根据重要性程度将多个状态指标进行排序，得到重要性排序表。

需要补充说明的是，本实施例中的步骤均由变压器相关处理器进行处理。在同一时刻对上述多个状态指标进行处理时，为了能够比较出各个状态指标之间的联系，将上述多个状态指标进行排序，并将排序后的结果依次存储得到重要性排序表。

具体实施时，1)在状态指标集{x₁,x₂,…x_m)中，根据重要性程度选出最重要的一个指标记为

2)在余下的m-1个状态指标中，根据重要性程度选出最重要的一个指标记为

k)在余下的m-(k-1)个状态指标中，根据重要性程度选出最重要的一个指标记为

…

m)经过m-1次挑选剩下的状态指标为

从而确定出状态指标关系该排序表明了状态指标的绝对重要关系。

步骤S1022：计算重要性排序表中每相邻两个状态指标之间的重要比。

之后，进行x_k-1与x_k间相对重要性程度的比较判断：ω_k-₁/ω_k＝r_k,k＝m,m-1,m-2…3,2，即逐一比较每相邻两个状态指标之间的重要比。

步骤S1023：根据在状态指标之前得到的重要比以及状态指标对应的重要比的总和计算状态指标相应的权重系数。

之后，根据当前运行时刻之前得到的所有重要比、重要比的总和来计算状态指标相应的权重系数。

且有得从而得到相应的权重系数：

ω_k-1＝r_kω_k,k＝m,m-1,…,3,2

上述步骤S103根据各个状态指标和权重系数建立动态评价模型，具体包括：

(1)将状态指标和对应的权重系数相乘得到评价因子。即通过运算得到评价因子x_ijω_m。

(2)将获取到的各个评价因子进行加权求和，得到评价指标。即将各个x_ijω_m进行加权求和，得到y＝x₁ω₁+x₂ω₂+...+x_ijω_m。

这里需要进行说明的是，为了便于计算可通过向量的方式来进行加权求和，令W＝(ω₁,ω₂,…,ω_m)^T是变压器指标权重系数向量，X＝(x₁,x₂,…,x_m)^T是变压器设备状态指标的状态向量。即得y＝x₁ω₁+x₂ω₂+...+x_ijω_m＝W^TX。

(3)将评价因子和评价指标按照运行时刻建立成动态评价模型。

若记则Y＝AW，即为评价因子和评价指标按照运行时刻建立成动态评价模型。在变压器不同的运行时刻，A和 W中的向量个数不同，运算出来的数值不同，因而，能够形成利用动态评价模型生成的不同评价。

综上所述，本实施例提供的基于时序动态视角的变压器状态评价方法包括：首先，按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标，需要进行说明的是，状态指标的具体采集过程可根据实际情况进行设置，由于，衡量变压器工作状态的指标较多而每个指标所反映的变压器的工作性能的重要性都不同，在获取到多个状态指标之后，分别为每个状态指标确定相应的权重系数，以实现对变压器不同程度运行状态的衡量，之后，根据得到的各个状态指标和权重系数建立动态评价模型，这样，能够通过动态评价模型在不同运行时刻的具体数值来考量变压器的运行状态，并能够通过前后时刻的具体数值的关联来预估变压器的性能，从而能够方便准确的实现对变压器运行状态的评价监测。

实施例2

参见图4，本实施例提供了基于时序动态视角的变压器状态评价装置包括：

状态指标获取模块1，用于按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标；

权重系数确定模块2，用于分别为每个状态指标确定相应的权重系数；

评价模型建立模块3，用于根据各个状态指标和权重系数建立动态评价模型。

本发明实施例提供的基于时序动态视角的变压器状态评价装置，与上述实施例提供的基于时序动态视角的变压器状态评价方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例还提供了一种终端，包括存储器以及处理器，存储器用于存储支持处理器执行上述实施例方法的程序，处理器被配置为用于执行存储器中存储的程序。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述任一项的方法的步骤。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。本发明实施例所提供的基于时序动态视角的变压器状态评价方法及装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.基于时序动态视角的变压器状态评价方法，其特征在于，包括：

按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标；

分别为每个所述状态指标确定相应的权重系数；

根据各个所述状态指标和所述权重系数建立动态评价模型。

2.根据权利要求1所述的基于时序动态视角的变压器状态评价方法，其特征在于，所述按照运行时刻动态获取变压器的多个状态指标，包括：

将所述极小型指标参数转化为极大型指标参数；

3.根据权利要求1所述的基于时序动态视角的变压器状态评价方法，其特征在于，所述分别为每个所述状态指标确定相应的权重系数，包括：

4.根据权利要求1所述的基于时序动态视角的变压器状态评价方法，其特征在于，所述根据各个所述状态指标和所述权重系数建立动态评价模型，包括：

将所述状态指标和对应的所述权重系数相乘得到评价因子；

将获取到的各个评价因子进行加权求和，得到评价指标；

5.根据权利要求2所述的基于时序动态视角的变压器状态评价方法，其特征在于，所述将所述极大型指标参数进行无量纲处理，得到多个状态指标，包括：

对各个所述指标数据值进行求和，得到指标和；

6.根据权利要求5所述的基于时序动态视角的变压器状态评价方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1所述的基于时序动态视角的变压器状态评价方法，其特征在于，所述状态参数包括多个状态点的采集数据。

8.基于时序动态视角的变压器状态评价装置，其特征在于，包括：

9.一种终端，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1至7任一项所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

10.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至7任一项所述方法的步骤。