CN109858077A - 一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法及系统 - Google Patents
一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109858077A CN109858077A CN201811574606.0A CN201811574606A CN109858077A CN 109858077 A CN109858077 A CN 109858077A CN 201811574606 A CN201811574606 A CN 201811574606A CN 109858077 A CN109858077 A CN 109858077A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parameter
- matrix
- variable
- differential equation
- indicatrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 79
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 230000017105 transposition Effects 0.000 claims description 6
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 37
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 2
- 238000012913 prioritisation Methods 0.000 description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 208000025274 Lightning injury Diseases 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
本发明公开了一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法及系统，方法包括：测量冲击下限压器的电流信号并确定所述操作冲击放电回路等效电阻、电感、电容参数；根据等效电阻、电感、电容参数得到限压器操作冲击回路等效模型，构建包含非线性曲线参数θ的冲击电路微分方程；根据构建的所述冲击电路微分方程，计算多项式混沌配置点系数矩阵X；利用所述多项式混沌配置点系数矩阵，计算运算矩阵Dyy、DXy、构建极大似然估计目标函数；基于L‑M优化方法计算得到得到与非线性曲线参数θ相关的随机变量ξ的辨识值以及所述非线性曲线参数θ的辨识结果保证了辨识可靠性同时增加了辨识方法的可实施性。
Description
技术领域
本发明属于电气技术电力系统及其自动化继电保护领域，尤其涉及一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法及系统。
背景技术
实际运行的电力系统设备会遭受多种类型的过电压冲击，例如自然环境中的雷击会直接在传输线中产生明显的过电压，而线路中电气开关的动作过程同样会产生类似的高压。这些冲击的持续时间通常为纳秒到毫秒级别，但是对应的电流峰值可能高达几万安培，对线路设备带来严重危害。因此，过电压保护措施研究一直是工程设计的重要环节，保护措施的有效性直接影响着电网的可靠性能。
自上世纪80年代起，金属氧化物限压器(MOV)在电力设备保护领域得到了广泛的应用。作为一种具备非线性特征的保护元件，MOV能够在过电压情况下快速动作导通，旁路关键设备达到保护目的。同时，在能量被完全释放之后，MOV能够恢复高阻状态，确保被保护设备继续正常工作。相较于早期的碳化硅限压器，MOV具有更小的阻态电流，且无需串接辅助的火花间隙结构，明显降低了设备的复杂程度。
目前，常见的MOV元件主要由数个氧化锌阀片串联构成，并在外部配有物理保护用陶瓷或硅橡胶复合材料外套。
受各种外界因素影响，运行中MOV性能有可能发生不可逆转的变化。例如，当产生功率过高，积累热量难以及时排出，导致阀片发生热击穿现象；由于出厂密封不良，在工作一段时间后，水分侵入内部导致受潮；受外部污秽影响，在动作过程中外套发生局部放电现象等。此时，MOV有可能丧失设备保护与能量耗散能力，严重情况下甚至发生爆炸，引发重大安全事故。
MOV非线性伏-安特征曲线在绝缘配合、性能评估等方面具有重要意义。为了确保MOV的正常运行，有必要开展MOV非线性曲线特征参数的辨识研究，为当前状态的评估提供更为全面的依据。近年来，MOV阀片的参数辨识与状态评估得到了国内外学者、工程人员的广泛关注，并提出了多种实验方案，但一些问题仍需进一步深入研究。
首先，辨识方案具有较大的工况局限性。常见限压器的参数辨识主要是基于全电流、阻性电流开展的。然而，此类方法仅针对工频电压持续激励的情况。实际上，在部分输电设备当中(例如，柔直高压断路器耗能装置等)，配套MOV通常并不存在外部持续激励，仅在操作过电压冲击引发阀片动作后，内部才会通过电流。
其次，非线性曲线的数学描述有待完善。在开展MOV操作过电压的研究过程中，可以将MOV直接描述为一条非线性电压-电流特征曲线。对于常见参数辨识方法，主要采用自然常数为底的指数函数对其进行分断描述。但是，此类方法会引入不连续的分段点，影响辨识准确度，同时指数函数的引入增加了描述方程的复杂度。
最后，对不确定因素的考虑尚不全面。在实际工况下，外部温度、湿度以及信号测量噪声等不确定因素具有客观存在性，此时模型中待辨识的参数受上述因素影响，因而数值具备一定概率分布特征。如果不确定性的影响因素过多，出现效应累积现象，势必导致辨识参数结果的可靠性降低，特别是对于一些变化不明显的MOV参数。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明实现阀片的特征曲线参数的辨识的问题。为达上述目的，根据本发明第一方面实施例的一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法，所述方法包括：
S1：测量所述操作冲击下限压器的电流信号并确定所述操作冲击放电回路等效电阻、电感、电容参数。
S2：根据S1中得到的所述等效电阻、电感、电容参数得到所述限压器操作冲击回路等效模型，构建包含非线性曲线参数θ的所述冲击电路微分方程。
S3：根据S2构建的所述冲击电路微分方程，计算多项式混沌配置点系数矩阵X。
S4：利用S3中的所述多项式混沌配置点系数矩阵，计算运算矩阵Dyy、DXy、构建极大似然估计目标函数。
S5：基于L-M优化方法计算得到与非线性曲线参数θ相关的随机变量ξ的辨识值以及所述非线性曲线参数θ的辨识结果
所述构建冲击电路微分方程，包括：计算时间、幅值变换系数及电阻系数，将物理状态变量、物理时间变量分别变化为计算状态变量、计算时间变量,所述冲击电路微分方程为基于切比雪夫多项式的二阶微分方程：
其中，所述x1、x2为计算状态变量，所述y为输出变量，所述t为计算时间变量，所述d/dt表示对所述计算时间变量求导，所述ε为幅值变换系数，所述η为电阻系数，所述θn为第n个特征曲线参数，综合写为向量形式θ＝[θ0 … θn … θN-1]T，所述gs(·)为归一化函数，所述Tn(·)为n阶第1类切比雪夫多项式基函数，所述N为切比雪夫多分解项数，同时表示待辨识参数个数。
所述根据构建的所述冲击电路微分方程，计算多项式混沌配置点系数矩阵X，包括采用如下公式计算：
X＝A#Z,A#＝(ATA)-1AT (2)
其中，所述Z为配置点解集矩阵，所述A为配置点概率变量矩阵，所述符号‘-1’表示求逆，所述符号‘T’表示矩阵转置，所述符号‘#’表示广义求逆。
所述利用所述多项式混沌配置点系数矩阵，计算运算矩阵Dyy、DXy、构建极大似然估计目标函数，得到辨识值，所述极大似然估计构建的目标函数为：
其中，所述R为目标函数，所述Dyy为输出运算矩阵，所述DXy为混合运算矩阵，所述为状态运算矩阵，所述P(ξ)为基函数矩阵，所述C为输出矩阵，所述argmin表示当前函数最小值对应的自变量，所述ξ为表征特征曲线参数θ的随机变量，所述为与所述随机变量相关的辨识值。
所述随机变量ξ的辨识结果与所述特征曲线参数θ的辨识结果的关系为:
为达上述目的，根据本发明第二方面实施例提出一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识系统，所述系统包括：
获取单元，用于测量所述操作冲击下限压器的电流信号并确定所述操作冲击放电回路等效电阻、电感、电容参数。
处理单元，用于将获取单元得到的所述等效电阻、电感、电容参数得到所述限压器操作冲击回路等效模型，构建包含非线性曲线参数θ的所述冲击电路微分方程。
计算单元，包括第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元；
所述第一计算单元，用于根据处理单元构建的所述冲击电路微分方程，计算多项式混沌配置点系数矩阵X；
所述第二计算单元，用于根据所述多项式混沌配置点系数矩阵X计算运算矩阵Dyy、DXy、构建极大似然估计目标函数；
所述第三计算单元，基于L-M优化方法计算得到与特征曲线参数θ相关的随机变量ξ的辨识值以及所述特征曲线参数θ的辨识结果
所述处理单元构建冲击电路微分方程，包括：
计算时间、幅值变换系数及电阻系数，将物理状态变量、物理时间变量分别变化为计算状态变量、计算时间变量,所述冲击电路微分方程为基于切比雪夫多项式的二阶微分方程：
其中，所述x1、x2为计算状态变量，所述y为输出变量，所述t为计算时间变量，所述d/dt表示对所述计算时间变量求导，所述ε为幅值变换系数，所述η为电阻系数，所述θn为第n个特征曲线参数，综合写为向量形式θ＝[θ0 … θn … θN-1]T，所述gs(·)为归一化函数，所述Tn(·)为n阶第1类切比雪夫多项式基函数，所述N为切比雪夫多分解项数，同时表示待辨识参数个数。
所述第一计算单元包括采用如下公式计算：
X＝A#Z,A#＝(ATA)-1AT (6)
其中，所述Z为配置点解集矩阵，所述A为配置点概率变量矩阵，所述符号‘-1’表示求逆，所述符号‘T’表示矩阵转置，所述符号‘#’表示广义求逆。
所述第二计算单元的构建的极大似然估计目标函数为：
其中，所述R为目标函数，所述Dyy为输出运算矩阵，所述DXy为混合运算矩阵，所述为状态运算矩阵，所述P(ξ)为基函数矩阵，所述C为输出矩阵，所述argmin表示当前函数最小值对应的自变量，所述ξ为表征特征曲线参数θ的随机变量，所述为与所述随机变量相关的辨识值。
所述第三计算单元的所述随机变量ξ的辨识结果与所述非线性曲线参数θ的辨识结果的关系为：
本发明的有益效果是：首先，以操作冲击下的金属氧化物阀片为研究对象，基于动作状态下冲击电流波形信息实现金属氧化物限压器特征曲线参数辨识，最大限度的接近辨识对象，从而保证了辨识可靠性；其次基于切比雪夫多项式正交基函数，实现特征曲线动作范围的解析描述，构造冲击回路解析微分方程，最后，结合多项式混沌方法，引入随机变量计及不确定参数的影响，并采用极大似然估计优化方案，实现阀片的特征曲线参数的辨识，同时增加了辨识方法的可实施性。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1是本发明公开实施例一的金属氧化物限压器操作冲击回路等效模型图；
图2是本发明公开实施例一的非线性曲线参数初始估计值与辨识值的比较图；
图3是本发明公开实施例一的操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法流程图；
图4是本发明公开的实施例二的操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识系统方框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一：
本发明提出了一种操作冲击下MOV特征曲线动作区间参数辨识方法，用于实现限压器特征曲线描述参数的辨识，并给出相应的方案流程，以操作冲击下的金属氧化物阀片为研究对象，基于动作状态下冲击电流波形信息实现MOV特征曲线参数辨识。
基于切比雪夫多项式正交基函数，实现特征曲线动作范围的解析描述，构造冲击回路解析微分方程。
结合多项式混沌方法，引入随机变量计及不确定参数的影响，并采用极大似然估计优化方案，实现阀片特征曲线参数的辨识。图3是本发明公开实施例一的操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法流程图，具体方法如下：
S1：根据操作冲击下限压器的电流信号并确定操作冲击放电回路等效电阻、电感、电容参数。通过测量操作冲击电流信号is，确定放电回路等效电阻Rs、电感Ls、电容Cs等参数，以上参数这里令Rs＝9.24Ω、Ls＝38μH、Cs＝36μF，这里参数设定可以根据具体工程或者不同电路结构情况设定。
S2：根据S1中得到的等效电阻、电感、电容参数得到限压器操作冲击回路等效模型，构建包含非线性曲线参数θ的冲击电路微分方程。如图1所示的金属氧化物限压器操作冲击回路等效模型，计算时间、幅值变换系数及电阻系数，将物理状态变量、物理时间变量分别变化为计算状态变量、计算时间变量。基于切比雪夫多项式的二阶微分方程可以描述为：
其中，x1、x2为计算状态变量，y为输出变量，t为计算时间变量，d/dt表示对计算时间变量求导，ε为幅值变换系数，η为电阻系数，θn为第n个非线性曲线参数，可以综合写为向量形式θ＝[θ0 … θn … θN-1]T，gs(·)为归一化函数，Tn(·)为n阶第1类切比雪夫多项式基函数，N为切比雪夫多分解项数，同时表示待辨识参数个数。
特别地，对于n阶第1类切比雪夫多项式基函数Tn(·)，数值可依据近似理论获得递推计算公式，而归一化函数gs(·)定义式可以表述为:
其中，u表征任意自变量，umin＝30、umax＝3000代表自变量在研究范围内的边界值。
物理状态变量xs1、xs2与计算状态变量x1、x2的关系为
xs1＝εx1,xs2＝x2 (11)
其中，ε为幅值变换系数，物理状态变量xs1、xs2分别对应非线性元件电流is与放电电容电压。
物理时间变量ts与计算时间变量t的关系为：
ts＝λt (12)
其中，λ为时间变换系数。
以上表达式中，幅值变换系数ε、时间变换系数λ、电阻系数η与线路等效电阻Rs、电感Ls、电容Cs之间的关系为
其中，等效电阻、电感与电容的参数在步骤S1中获得。
S3:根据包含切比雪夫多项式的二阶微分方程即S2中的冲击电路微分方程，计算多项式混沌配置点系数矩阵X。多项式混沌配置点系数矩阵X可以采用如下公式计算:
X＝A#Z,A#＝(ATA)-1AT (14)
其中，Z为配置点解集矩阵，A为配置点概率变量矩阵，符号‘-1’表示求逆，符号‘T’表示矩阵转置，符号‘#’表示广义求逆。
一方面，在式(14)中，配置点解集矩阵Z需要利用龙格库塔数值计算方法，在给定配置点条件下求解式(9)得到，对应于计算得到的多组状态变量集合，即
＝[z(t,μ(1)) … z(t,μ(q)) … z(t,μ(Q))]T (15)
其中，符号‘T’表示矩阵转置，z(t,μ(q))为的第q组元素，t为计算时间变量，q∈[1,Q]，Q表示配置点的数量，令Q＝42，{μ(1),...,μ(q),...,μ(Q)}为依据随机变量ξ的概率密度函数所确定的42个具体配置点集，这里认为随机变量ξ属于[-1,1]区间内的均匀分布。
随机变量ξ＝[ξ0 … ξn … ξ4]T表征了5个待辨识参数的不确定性，且第n个特征曲线参数θn可以表述为随机变量ξn的如下方程形式：
在本实施例中，可以根据初始厂商手册中的非线性伏安曲线，估计出参数具有如下初始值:
另一方面，在式(14)中，考虑到状态变量个数为2，配置点概率变量矩阵A有如下关系：
其中，P(ξ)为基函数矩阵，P(ξ)为基函数向量，Φα(ξ)为多变量正交基函数，ξ为表征N个参数不确定性的随机变量，{μ(1),...,μ(q),...,μ(Q)}为依据随机变量ξ概率密度函数所确定的Q个具体配置点集，符号‘T’表示矩阵置。
这里基于勒让德多项式构建多变量正交基函数，基函数向量P(ξ)有如下形式：
S4：利用S3中的所述多项式混沌配置点系数矩阵，即利用配置点系数矩阵X，计算运算矩阵Dyy、DXy、构建极大似然估计目标函数。依据极大似然估计构建的目标函数可以描述为：
其中，R为目标函数，Dyy为输出运算矩阵，DXy为混合运算矩阵，为状态运算矩阵，P(ξ)为基函数矩阵，C为输出矩阵，argmin表示当前函数最小值对应的自变量，ξ为表征特征曲线参数θ不确定性的随机变量，为对应的辨识值。
特别地，式(20)中运算矩阵可以根据如下方程计算：
其中，X为系数矩阵，y为系统输出变量，l表示计算时间变量t的第l个离散点，Dyy为输出运算矩阵，DXy为混合运算矩阵，为状态运算矩阵。根据式(9)可知，输出变量y等于测量电流量，而系数矩阵X在步骤S3中获得。需要说明的是，本步骤相关运算矩阵均可以通过计算机离散计算获得。
S5：基于L-M优化方法获得随机变量ξ的辨识结果并进一步计算得到特征曲线参数的辨识结果对于L-M优化方法，这里设置总采样点数为1000，迭代次数为2500。辨识参数向量与辨识随机变量的关系为:
其中，θn,i表示第n个特征曲线参数的i阶多项式混沌展开系数，φi(ξn)代表展开的i阶正交基函数，ξn为第n个特征曲线参数对应的随机变量，Np为特征曲线参数的展开阶数，根据前节式(16)所述，本实施例中Np＝2。
图2是本发明公开实施例一的特征曲线参数初始估计值与辨识值的比较图，曲线1代表初始估计参数，曲线2代表辨识特征参数，得到辨识随机变量为辨识参数向量为
采用本实施例达到的有益效果为：以操作冲击下的金属氧化物阀片为研究对象，基于动作状态下冲击电流波形信息实现金属氧化物限压器特征曲线参数辨识，其次基于切比雪夫多项式正交基函数，实现非线性曲线动作范围的解析描述，构造冲击回路解析微分方程，最后，结合多项式混沌方法，引入随机变量计及不确定参数的影响，并采用极大似然估计优化方案，实现阀片的特征曲线参数的辨识。
实施例二：
图4是本发明公开的实施例二的操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识系统方框图，如图所示：
一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识系统，系统400包括：
获取单元401，用于测量操作冲击下限压器的电流信号并确定操作冲击放电回路等效电阻、电感、电容参数。
处理单元403，用于将获取单元得到的等效电阻、电感、电容参数得到限压器操作冲击回路等效模型，构建包含非线性曲线参数θ的冲击电路微分方程。
计算单元405，包括第一计算单元405(a)、第二计算单元405(b)、第三计算单元405(c)。第一计算单元405(a)，用于根据处理单元构建的冲击电路微分方程，计算多项式混沌配置点系数矩阵X。
第二计算单元405(b)，用于根据多项式混沌配置点系数矩阵X计算运算矩阵Dyy、DXy、构建极大似然估计目标函数。
第三计算单元405(c)，基于L-M优化方法计算得到得到与非线性曲线参数θ相关的随机变量ξ的辨识值以及非线性曲线参数θ的辨识结果
处理单元403构建冲击电路微分方程，包括：
计算时间、幅值变换系数及电阻系数，将物理状态变量、物理时间变量分别变化为计算状态变量、计算时间变量，冲击电路微分方程为基于切比雪夫多项式的二阶微分方程，二阶微分方程与本发明实施例一中的式(9)相同，这里不再赘述。
第一计算单元405(a)采用的计算公式与与本发明实施例一中的式(9)相同，这里不再赘述。
第二计算单元405(b)的构建的极大似然估计目标函数与本发明实施例一中的式(20)相同，这里不再赘述。
第三计算单元405(c)的随机变量ξ的辨识结果与述非线性曲线参数θ的辨识结果的关系与本发明实施例一中的式(22)相同，这里不再赘述。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元或模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元或模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元或模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元或模块可以集成在一个处理单元或模块中，也可以是各个单元或模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元或模块集成在一个单元或模块中。上述集成的单元或模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元或模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元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，本申请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全部或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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：测量所述操作冲击下限压器的电流信号并确定所述操作冲击放电回路等效电阻、电感、电容参数；
S2：根据S1中得到的所述等效电阻、电感、电容参数得到所述限压器操作冲击回路等效模型，构建包含非线性曲线参数θ的所述冲击电路微分方程；
S3：根据S2构建的所述冲击电路微分方程，计算多项式混沌配置点系数矩阵X；
S4：利用S3中的所述多项式混沌配置点系数矩阵，计算运算矩阵Dyy、DXy、构建极大似然估计目标函数；
S5：基于L-M优化方法计算得到与特征曲线参数θ相关的随机变量ξ的辨识结果以及所述特征曲线参数θ的辨识结果
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建冲击电路微分方程，包括：
计算时间、幅值变换系数及电阻系数，将物理状态变量、物理时间变量分别变化为计算状态变量、计算时间变量，所述冲击电路微分方程为基于切比雪夫多项式的二阶微分方程：
其中，所述x1、x2为计算状态变量，所述y为输出变量，所述t为计算时间变量，所述d/dt表示对所述计算时间变量求导，所述ε为幅值变换系数，所述η为电阻系数，所述θn为第n个特征曲线参数，综合写为向量形式θ＝[θ0 … θn … θN-1]T，所述gs(·)为归一化函数，所述Tn(·)为n阶第1类切比雪夫多项式基函数，所述N为切比雪夫多分解项数，同时表示待辨识参数个数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据构建的所述冲击电路微分方程，计算多项式混沌配置点系数矩阵X，包括采用如下公式计算：
X＝A#Z,A#＝(ATA)-1AT (2)
其中，所述Z为配置点解集矩阵，所述A为配置点概率变量矩阵，所述符号‘-1’表示求逆，所述符号‘T’表示矩阵转置，所述符号‘#’表示广义求逆。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述多项式混沌配置点系数矩阵，计算运算矩阵Dyy、DXy、构建极大似然估计目标函数，得到辨识值，所述极大似然估计构建的目标函数为：
其中，所述R为目标函数，所述Dyy为输出运算矩阵，所述DXy为混合运算矩阵，所述为状态运算矩阵，所述P(ξ)为基函数矩阵，所述C为输出矩阵，所述argmin表示当前函数最小值对应的自变量，所述ξ为表征特征曲线参数θ的随机变量，所述为与所述随机变量相关的辨识值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机变量ξ的辨识结果与所述特征曲线参数θ的辨识结果的关系为：
6.一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识系统，其特征在于，所述系统包括：
获取单元，用于测量所述操作冲击下限压器的电流信号并确定所述操作冲击放电回路等效电阻、电感、电容参数；
处理单元，用于将获取单元得到的所述等效电阻、电感、电容参数得到所述限压器操作冲击回路等效模型，构建包含非线性曲线参数θ的所述冲击电路微分方程；
计算单元，包括第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元；
所述第一计算单元，用于根据处理单元构建的所述冲击电路微分方程，计算多项式混沌配置点系数矩阵X；
所述第二计算单元，用于根据所述多项式混沌配置点系数矩阵X计算运算矩阵Dyy、DXy、构建极大似然估计目标函数；
所述第三计算单元，基于L-M优化方法计算得到与特征曲线参数θ相关的随机变量ξ的辨识值以及所述特征曲线参数θ的辨识结果
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理单元构建冲击电路微分方程，包括：
计算时间、幅值变换系数及电阻系数，将物理状态变量、物理时间变量分别变化为计算状态变量、计算时间变量，所述冲击电路微分方程为基于切比雪夫多项式的二阶微分方程：
其中，所述x1、x2为计算状态变量，所述y为输出变量，所述t为计算时间变量，所述d/dt表示对所述计算时间变量求导，所述ε为幅值变换系数，所述η为电阻系数，所述θn为第n个特征曲线参数，综合写为向量形式θ＝[θ0 … θn … θN-1]T，所述gs(·)为归一化函数，所述Tn(·)为n阶第1类切比雪夫多项式基函数，所述N为切比雪夫多分解项数，同时表示待辨识参数个数。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一计算单元包括采用如下公式计算：
X＝A#Z,A#＝(ATA)-1AT (6)
其中，所述Z为配置点解集矩阵，所述A为配置点概率变量矩阵，所述符号‘-1’表示求逆，所述符号‘T’表示矩阵转置，所述符号‘#’表示广义求逆。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二计算单元的构建的极大似然估计目标函数为：
其中，所述R为目标函数，所述Dyy为输出运算矩阵，所述DXy为混合运算矩阵，所述为状态运算矩阵，所述P(ξ)为基函数矩阵，所述C为输出矩阵，所述argmin表示当前函数最小值对应的自变量，所述ξ为表征非线性曲线参数θ的随机变量，所述为与所述随机变量相关的辨识值。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第三计算单元的所述随机变量ξ的辨识结果与所述特征曲线参数θ的辨识结果的关系为：
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811574606.0A CN109858077B (zh) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811574606.0A CN109858077B (zh) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109858077A true CN109858077A (zh) | 2019-06-07 |
| CN109858077B CN109858077B (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=66891916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811574606.0A Active CN109858077B (zh) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109858077B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111025026A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-17 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种限压器阀片网络的动态特征系数的确定方法及系统 |
| CN111241464A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-06-05 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析方法及装置 |
| CN111241464B (zh) * | 2020-01-07 | 2024-11-08 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析方法及装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120215512A1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Chevron U.S.A. Inc. | System And Method For Uncertainty Quantification In Reservoir Simulation |
| CN104764984A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-08 | 三峡大学 | 变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法 |
| CN106126890A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-16 | 河海大学 | 一种基于随机响应面法的概率最优潮流计算方法 |
-
2018
- 2018-12-21 CN CN201811574606.0A patent/CN109858077B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120215512A1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Chevron U.S.A. Inc. | System And Method For Uncertainty Quantification In Reservoir Simulation |
| CN104764984A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-08 | 三峡大学 | 变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法 |
| CN106126890A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-16 | 河海大学 | 一种基于随机响应面法的概率最优潮流计算方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 高桂革 等: "时变非线性分布参数控制系统的小波辨识算法", 计算机应用与软件, vol. 25, no. 09 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111025026A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-17 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种限压器阀片网络的动态特征系数的确定方法及系统 |
| CN111025026B (zh) * | 2019-11-26 | 2023-03-21 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种限压器阀片网络的动态特征系数的确定方法及系统 |
| CN111241464A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-06-05 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析方法及装置 |
| CN111241464B (zh) * | 2020-01-07 | 2024-11-08 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109858077B (zh) | 2023-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Deep learning-based interval state estimation of AC smart grids against sparse cyber attacks | |
| Kundur et al. | Towards modelling the impact of cyber attacks on a smart grid | |
| CN103323707B (zh) | 基于半马尔科夫过程的变压器故障率预测方法 | |
| Alamin et al. | Power system state estimation based on Iterative Extended Kalman Filtering and bad data detection using normalized residual test | |
| Elyas et al. | Improved synthetic power grid modeling with correlated bus type assignments | |
| CN109002586B (zh) | 一种避雷器温度计算方法和系统 | |
| CN104125112A (zh) | 基于物理-信息模糊推理的智能电网攻击检测方法 | |
| CN111244920B (zh) | 一种高压大容量电阻型超导限流器仿真建模方法及设备 | |
| Christodoulou et al. | Parameters' optimisation for surge arrester circuit models | |
| CN104300532A (zh) | 一种基于矩阵因子的电压暂降评估流程 | |
| Valsalal et al. | Modelling of metal oxide arrester for very fast transients | |
| Wang et al. | Stealthy false data injection attacks against state estimation in power systems: Switching network topologies | |
| CN115078938B (zh) | 一种避雷器绝缘性能的识别方法及装置 | |
| Wang et al. | A novel measure to characterize bus type assignments of realistic power grids | |
| CN109858077A (zh) | 一种操作冲击下限压器的特征曲线参数辨识方法及系统 | |
| CN116167477A (zh) | 考虑气象条件影响的电力系统风险评估方法 | |
| CN109587145B (zh) | 一种电力网络中的虚假数据入侵检测方法、装置及设备 | |
| He et al. | Experimental validation of MOA simulation models for energy absorption estimation under different impulse currents | |
| Babaei et al. | Allocating distributed generators for resilient distribution system under uncertain probability distribution of natural disasters | |
| Aminudin et al. | Classification of risk of voltage collapse using risk matrix | |
| Zhu et al. | Identification of capacitor switching transients with consideration of uncertain system and component parameters | |
| Wadduwage et al. | Improving matrix pencil and hankel total least squares algorithms for identifying dominant oscillations in power systems | |
| CN111103490A (zh) | 一种负荷辨识事件检测方法、装置及设备 | |
| CN118367529B (zh) | 基于低压工艺的静电保护器件及其静电防护方法 | |
| Ahmadi et al. | Simulating and comparing the transient behavior of different models of MV metal oxide surge arresters |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |