CN115792725A - 一种配电变压器的在线保护联动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电变压器的在线保护联动控制方法及装置，其中，所述方法包括：基于设置在配电变压器各个节点上对应的数据采集传感器采集所述配电变压器的电气量指标数据和状态量指标数据；对采集到的电气量指标数据和状态量指标数据进行标记处理，并上传至云端服务器；进行运行仿真评价处理，获得运行仿真评价结果；进行运行评价处理，获得运行评价结果；将运行仿真评价结果与运行评价结果进行加权处理，获得加权运行评价结果；基于加权运行评价结果对配电变压器进行在线保护联动控制处理。在本发明实施例中，实现对配电变压器各个节点的综合评价，并根据评价结果进行在线保护联动控制，保证配电变压器的运行安全。

Description

一种配电变压器的在线保护联动控制方法及装置

技术领域

本发明涉及配电变压器的运行安全技术领域，尤其涉及一种配电变压器的在线保护联动控制方法及装置。

背景技术

随着电力市场的持续深入，对电力能源的需求不断增加，对于供电的质量和供电的可靠性要求越来越高，由此电网的可持续性健康运行的重要性日益凸显；而作为电网系统中的重要组成部分的配电变压器直接与用户接触，并且直接连接着输出负荷端，其运行状态是否正常直接影响着对用户的供电安全和稳定；并且随着用电场景的增加，比如分布式电源的接入、电动汽车的普及等，使得配电变压器的动态运行变得更为复杂，运行的风险将可能大大增加，并且一旦由于配电变压器的故障导致停电事故，将对用户的用电造成极大的影响，并给用户到来较大的损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种配电变压器的在线保护联动控制方法及装置，实现对配电变压器各个节点的综合评价，并根据评价结果进行在线保护联动控制，保证配电变压器的运行安全。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种配电变压器的在线保护联动控制方法，所述方法包括：

基于设置在配电变压器各个节点上对应的数据采集传感器采集所述配电变压器的电气量指标数据和状态量指标数据，其中，所述电气量指标数据包括负载率、三相不平衡度、缺相状态、功率因数、总谐波畸变率；状态量指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油绝缘强度、油顶/绕组温度、桩头温度、振动数据、噪声数据；

对采集到的电气量指标数据和状态量指标数据按照配电变压器的序列ID号及采集时间进行标记处理，并将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器；

在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，获得配电变压器各个节点的运行仿真评价结果；

在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，获得配电变压器各个节点的运行评价结果；

将配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果进行加权处理，获得加权运行评价结果；

基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理。

可选的，所述将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器，包括：

将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行压缩处理，并将压缩数据通过设置在配电变压器上的网络数据传输模块上传至所述云端服务器中。

可选的，所述将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器之后，还包括：

在所述云端服务器中将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据按照序列ID号进行树形存储结构存储处理；

其中，所述树形存储结构存储处理为以所述序列号ID号为树形存储结构的根节点，再以电气量指标数据和状态量指标数据为二级节点，再以敏感指标数据和非敏感指标数据为三级节点进行存储处理。

可选的，所述电气量指标数据中的敏感指标数据包括负载率、缺相状态；所述电气量指标数据中的非敏感指标数据包括三相不平衡度、功率因数、总谐波畸变率；

所述状态量指标数据中的敏感指标数据包括匝间短路状态、油位数据、油顶/绕组温度、桩头温度；所述状态量指标数据中的非敏感指标数据包括油绝缘强度、振动数据、噪声数据。

可选的，所述在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，包括：

所述云端服务器对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行采样处理，并根据采样结果生成对应配电变压器的数字孪生数据；

将所述数字孪生数据输入数字孪生虚拟实体模型中进行孪生运行仿真评价处理。

可选的，所述数字孪生虚拟实体模型包括三维模型、物理模型和视图模型，所述数字孪生虚拟实体模型表示如下：

VE＝HLA(V_g,V_p,V_v)；

其中，VE表示数字孪生虚拟实体模型；HLA表示模型整合架构，用于配电变压器各个模型、各个可选的虚拟实体；V_g表示描述配电变压器的物理实体端的几何参数与关系的三维模型；V_p表示在V_g的础上增加物理属性的物理模型；V_v表示V_g和V_p的可视化操作界面的视图模型。

可选的，所述在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，包括：

在所述云端服务器上根据标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行数据权重模型的构建处理，形成权重赋予模型；

对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据中的敏感指标数据进行归一化处理，获得归一化敏感指标数据；

并基于所述归一化敏感指标数据是否大于预设边界值选择对应的评价函数进行运行评价处理。

可选的，所述权重赋予模型如下：

基于所述归一化敏感指标数据是否大于预设边界值选择对应的评价函数进行运行评价处理，包括：

在归一化敏感指标数据小于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝100-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×70；

在归一化敏感指标数据大于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝30-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×30；

其中，

表示第j个敏感指标数据的预设边界值；ω_i表示第i个非敏感指标数据的权重；β_j表示第j个敏感指标数据的归一化值；γ表示主观权重占比；ω_j表示第j个敏感指标数据的权重；

表示第j个敏感指标数据的计算初始权重；λ表示

的变权因子；σ表示注意系数；A表示非敏感指标参数的集合；B表示敏感指标参数的集合；f(.)表示在β_j>

时的单调递增函数。

可选的，所述基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理，包括：

基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器的高压出线开关、低压进线开关和低压出线开关进行在线保护联动控制处理。

另外，本发明实施例还提供了一种配电变压器的在线保护联动控制装置，所述装置包括：

数据采集模块：用于基于设置在配电变压器各个节点上对应的数据采集传感器采集所述配电变压器的电气量指标数据和状态量指标数据，其中，所述电气量指标数据包括负载率、三相不平衡度、缺相状态、功率因数、总谐波畸变率；状态量指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油绝缘强度、油顶/绕组温度、桩头温度、振动数据、噪声数据；

数据传输模块：用于对采集到的电气量指标数据和状态量指标数据按照配电变压器的序列ID号及采集时间进行标记处理，并将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器；

仿真评价模块：用于在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，获得配电变压器各个节点的运行仿真评价结果；

运行评价模块：用于在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，获得配电变压器各个节点的运行评价结果；

加权处理模块：用于将配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果进行加权处理，获得加权运行评价结果；

联动控制模块：用于基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理。

在本发明具体实施过程中，通过采集配电变压器各个节点的数据，然后通过仿真评价和运行评价处理，并将两种评价结果进行加权，形成加权运行评价结果，最后通过加权运行评价结果来对配电变压器进行在线保护联动控制处理；实现对配电变压器各个节点的综合评价，并根据评价结果进行在线保护联动控制，保证配电变压器的运行安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例中的配电变压器的在线保护联动控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中的配电变压器的在线保护联动控制装置的结构组成示意图。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明实施例中的配电变压器的在线保护联动控制方法的流程示意图。

如图1所示，一种配电变压器的在线保护联动控制方法，所述方法包括：

S11：基于设置在配电变压器各个节点上对应的数据采集传感器采集所述配电变压器的电气量指标数据和状态量指标数据，其中，所述电气量指标数据包括负载率、三相不平衡度、缺相状态、功率因数、总谐波畸变率；状态量指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油绝缘强度、油顶/绕组温度、桩头温度、振动数据、噪声数据；

在本发明具体实施过程中，在配电变压器上设置有高压出线开关、低压进线开关、低压出线开关，后续的在线保护个控制为控制这些开关的卡合闸实现；在配电变压器的各个节点上均设置有相应的数据采集传感器，用于采集各个配电变压器的各个节点的节点指标数据，其中这些节点指标数据包括配电变压器的电气量指标数据和状态量指标数据；其中电气量健康指标数据包括：负载率、三相不平衡度、缺相状态、功率因数、总谐波畸变率；状态量健康指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油绝缘强度(介电强度)、油顶/绕组温度、桩头温度、振动数据、噪声数据；在这些节点指标数据按照敏感指标数据和非敏感指标数据进行划分；其中敏感指标数据中，电气量健康指标数据包括：负载率、缺相状态；状态量健康指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油顶/绕组温度、桩头温度；其他的节点指标数据则划分为非敏感指标数据。

S12：对采集到的电气量指标数据和状态量指标数据按照配电变压器的序列ID号及采集时间进行标记处理，并将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器；

在本发具体实施过程中，所述将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器，包括：将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行压缩处理，并将压缩数据通过设置在配电变压器上的网络数据传输模块上传至所述云端服务器中。

进一步的，所述将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器之后，还包括：在所述云端服务器中将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据按照序列ID号进行树形存储结构存储处理；其中，所述树形存储结构存储处理为以所述序列号ID号为树形存储结构的根节点，再以电气量指标数据和状态量指标数据为二级节点，再以敏感指标数据和非敏感指标数据为三级节点进行存储处理。

进一步的，所述电气量指标数据中的敏感指标数据包括负载率、缺相状态；所述电气量指标数据中的非敏感指标数据包括三相不平衡度、功率因数、总谐波畸变率；所述状态量指标数据中的敏感指标数据包括匝间短路状态、油位数据、油顶/绕组温度、桩头温度；所述状态量指标数据中的非敏感指标数据包括油绝缘强度、振动数据、噪声数据。

具体的，首先是将采集到的电气量指标数据和状态量指标数据汇总到数据汇总模块中，然后在数据汇总模内利用配电变压器的序列ID号及采集时间进行标记处理按顺序标记处理，然后获得标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据；并将获得的标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行相应的压缩处理，然后将压缩数据通过配电变压器所配备的网络数据传输模块上床至云端服务器中。

在云端服务器接收到压缩数据之后，对压缩数据进行解析处理，从而得到标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据，并且将这些标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据按照序列ID号和采集时间进行存储，该存储为树形存储结构的方式进行存储；将同一时间段所采集的数据，以序列ID为树形存储结构的根节点，再以电气量指标数据和状态量指标数据为二级节点，再以敏感指标数据和非敏感指标数据为三级节点进行存储处理；同时电气量指标数据中的敏感指标数据包括负载率、缺相状态；电气量指标数据中的非敏感指标数据包括三相不平衡度、功率因数、总谐波畸变率；状态量指标数据中的敏感指标数据包括匝间短路状态、油位数据、油顶/绕组温度、桩头温度；状态量指标数据中的非敏感指标数据包括油绝缘强度、振动数据、噪声数据。

S13：在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，获得配电变压器各个节点的运行仿真评价结果；

在本发明具体实施过程中，所述在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，包括：所述云端服务器对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行采样处理，并根据采样结果生成对应配电变压器的数字孪生数据；将所述数字孪生数据输入数字孪生虚拟实体模型中进行孪生运行仿真评价处理。

进一步的，所述数字孪生虚拟实体模型包括三维模型、物理模型和视图模型，所述数字孪生虚拟实体模型表示如下：

VE＝HLA(V_g,V_p,V_v)；

其中，VE表示数字孪生虚拟实体模型；HLA表示模型整合架构，用于配电变压器各个模型、各个可选的虚拟实体；V_g表示描述配电变压器的物理实体端的几何参数与关系的三维模型；V_p表示在V_g的基础上增加物理属性的物理模型；V_v表示V_g和V_p的可视化操作界面的视图模型。

具体的，在云端服务器中，对按照树形存储结构存储的数据按照数据所采集的时间顺序并且还未进行相关的仿真处理的数据进行采样处理，并根据采样处理结果生成对应的配电变压器的数字孪生数据，其中所采用的的采样处理为下采样处理，并且采样频率与节点指标数据的数据采集传感器及数据采集传感器的数据采集频率有关；其中，该下采样处理的采样频率如下：

f_p＝kvf；

其中，f_p表示对节点指标数据的下采样的采样频率；f表示对节点指标数据的下采样的基础采样频率；k表示下采样的比例系数，对于不同的数据采集传感器的系数取值有所不同；v表示数据采集传感器的数据采集频率。

在得到对应的配电变压器的数字孪生数据之后，将数字孪生数据输入数字孪生虚拟实体模型中进行仿真处理，从而即可得到对应的仿真结果；其中，数字孪生虚拟实体模型包括有三维模型、物理模型和视图模型，具体表示如下：

VE＝HLA(V_g,V_p,V_v)；

其中，VE表示数字孪生虚拟实体模型；HLA表示模型整合架构，用于配电变压器各个模型、各个可选的虚拟实体；V_g表示描述配电变压器的物理实体端的几何参数与关系的三维模型；V_p表示在V_g的基础上增加物理属性的物理模型；V_v表示V_g和V_p的可视化操作界面的视图模型。

通过将下采样得到的数字孪生数据输入到数字孪生虚拟实体模型中进行配电变压器的孪生运行仿真评价处理，即可得到配电变压器的各个节点的仿真评价结果。

S14：在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，获得配电变压器各个节点的运行评价结果；

在本发明具体实施过程中，所述在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，包括：在所述云端服务器上根据标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行数据权重模型的构建处理，形成权重赋予模型；对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据中的敏感指标数据进行归一化处理，获得归一化敏感指标数据；并基于所述归一化敏感指标数据是否大于预设边界值选择对应的评价函数进行运行评价处理。

进一步的，所述权重赋予模型如下：

基于所述归一化敏感指标数据是否大于预设边界值选择对应的评价函数进行运行评价处理，包括：

在归一化敏感指标数据小于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝100-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×70；

在归一化敏感指标数据大于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝30-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×30；

其中，

表示第j个敏感指标数据的预设边界值；ω_i表示第i个非敏感指标数据的权重；β_j表示第j个敏感指标数据的归一化值；γ表示主观权重占比；ω_j表示第j个敏感指标数据的权重；

表示第j个敏感指标数据的计算初始权重；λ表示

的变权因子；σ表示注意系数；A表示非敏感指标参数的集合；B表示敏感指标参数的集合；f(.)表示在β_j>

时的单调递增函数。

具体的，在云端服务器中，根据标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行数据权重模型的构建处理，形成权重赋予模型，该权重赋予模型如下：

在得到权重赋予模型之后，需要对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据中的敏感指标数据进行归一化处理，获得归一化敏感指标数据；然后判断归一化敏感指标数据是否大于预设边界值，并根据这一判断结果来选择对应的评价函数进行运行评价处理；在归一化敏感指标数据小于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝100-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×70；

在归一化敏感指标数据大于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝30-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×30；

其中，

表示第j个敏感指标数据的预设边界值；ω_i表示第i个非敏感指标数据的权重；β_j表示第j个敏感指标数据的归一化值；γ表示主观权重占比；ω_j表示第j个敏感指标数据的权重；

表示第j个敏感指标数据的计算初始权重；λ表示

的变权因子；σ表示注意系数；A表示非敏感指标参数的集合；B表示敏感指标参数的集合；f(.)表示在β_j>

时的单调递增函数。

通过上述的方式即可通过打分的方式对配电变压器的各个节点在运行过程中的运行评价结果。

S15：将配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果进行加权处理，获得加权运行评价结果；

在本发明具体实施过程中，在获得配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果，将配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果进行加权处理，在本发明中采用相同比例加权的方式进行加权处理，最终获得加权运行评价结果。

S16：基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理。

在本发明具体实施过程中，所述基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理，包括：基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器的高压出线开关、低压进线开关和低压出线开关进行在线保护联动控制处理。

在本发明具体实施过程中，通过加权运行评价结果来判断配电变压器的各个节点的运行情况，根据不同节点的运行情况对配电变压器的高压出线开关、低压进线开关和低压出线开关进行在线保护联动控制处理；其中，根据加权运行评价结果认为油顶/绕组温度超过限位和总负载低于额定负载时或油位低于阈值或匝间短路数据超过阈值或油箱压力超过阈值或者出行缺陷保护时，则判断为配电变压器故障，脱扣高压出线开关；在出线油顶/绕组温度超过限位且总负载超过额定阈值时，则判断为低压总线故障，脱扣主线的低压进线开关；在总负载或单路负载超过阈值时，则进行低压出线开关分级脱扣保护，并且按照预先设定的优先级对低压出线开关进行依次脱扣，直至总负载低于阈值。

在本发明具体实施过程中，通过采集配电变压器各个节点的数据，然后通过仿真评价和运行评价处理，并将两种评价结果进行加权，形成加权运行评价结果，最后通过加权运行评价结果来对配电变压器进行在线保护联动控制处理；实现对配电变压器各个节点的综合评价，并根据评价结果进行在线保护联动控制，保证配电变压器的运行安全。

实施例二

请参阅图2，图2是本发明实施例中的配电变压器的在线保护联动控制装置的结构组成示意图。

如图2所示，一种配电变压器的在线保护联动控制装置，所述装置包括：

数据采集模块21：用于基于设置在配电变压器各个节点上对应的数据采集传感器采集所述配电变压器的电气量指标数据和状态量指标数据，其中，所述电气量指标数据包括负载率、三相不平衡度、缺相状态、功率因数、总谐波畸变率；状态量指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油绝缘强度、油顶/绕组温度、桩头温度、振动数据、噪声数据；

在本发明具体实施过程中，在配电变压器上设置有高压出线开关、低压进线开关、低压出线开关，后续的在线保护个控制为控制这些开关的卡合闸实现；在配电变压器的各个节点上均设置有相应的数据采集传感器，用于采集各个配电变压器的各个节点的节点指标数据，其中这些节点指标数据包括配电变压器的电气量指标数据和状态量指标数据；其中电气量健康指标数据包括：负载率、三相不平衡度、缺相状态、功率因数、总谐波畸变率；状态量健康指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油绝缘强度(介电强度)、油顶/绕组温度、桩头温度、振动数据、噪声数据；在这些节点指标数据按照敏感指标数据和非敏感指标数据进行划分；其中敏感指标数据中，电气量健康指标数据包括：负载率、缺相状态；状态量健康指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油顶/绕组温度、桩头温度；其他的节点指标数据则划分为非敏感指标数据。

数据传输模块22：用于对采集到的电气量指标数据和状态量指标数据按照配电变压器的序列ID号及采集时间进行标记处理，并将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器；

在本发具体实施过程中，所述将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器，包括：将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行压缩处理，并将压缩数据通过设置在配电变压器上的网络数据传输模块上传至所述云端服务器中。

进一步的，所述将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器之后，还包括：在所述云端服务器中将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据按照序列ID号进行树形存储结构存储处理；其中，所述树形存储结构存储处理为以所述序列号ID号为树形存储结构的根节点，再以电气量指标数据和状态量指标数据为二级节点，再以敏感指标数据和非敏感指标数据为三级节点进行存储处理。

进一步的，所述电气量指标数据中的敏感指标数据包括负载率、缺相状态；所述电气量指标数据中的非敏感指标数据包括三相不平衡度、功率因数、总谐波畸变率；所述状态量指标数据中的敏感指标数据包括匝间短路状态、油位数据、油顶/绕组温度、桩头温度；所述状态量指标数据中的非敏感指标数据包括油绝缘强度、振动数据、噪声数据。

具体的，首先是将采集到的电气量指标数据和状态量指标数据汇总到数据汇总模块中，然后在数据汇总模内利用配电变压器的序列ID号及采集时间进行标记处理按顺序标记处理，然后获得标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据；并将获得的标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行相应的压缩处理，然后将压缩数据通过配电变压器所配备的网络数据传输模块上床至云端服务器中。

在云端服务器接收到压缩数据之后，对压缩数据进行解析处理，从而得到标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据，并且将这些标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据按照序列ID号和采集时间进行存储，该存储为树形存储结构的方式进行存储；将同一时间段所采集的数据，以序列ID为树形存储结构的根节点，再以电气量指标数据和状态量指标数据为二级节点，再以敏感指标数据和非敏感指标数据为三级节点进行存储处理；同时电气量指标数据中的敏感指标数据包括负载率、缺相状态；电气量指标数据中的非敏感指标数据包括三相不平衡度、功率因数、总谐波畸变率；状态量指标数据中的敏感指标数据包括匝间短路状态、油位数据、油顶/绕组温度、桩头温度；状态量指标数据中的非敏感指标数据包括油绝缘强度、振动数据、噪声数据。

仿真评价模块23：用于在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，获得配电变压器各个节点的运行仿真评价结果；

在本发明具体实施过程中，所述在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，包括：所述云端服务器对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行采样处理，并根据采样结果生成对应配电变压器的数字孪生数据；将所述数字孪生数据输入数字孪生虚拟实体模型中进行孪生运行仿真评价处理。

进一步的，所述数字孪生虚拟实体模型包括三维模型、物理模型和视图模型，所述数字孪生虚拟实体模型表示如下：

VE＝HLA(V_g,V_p,V_v)；

其中，VE表示数字孪生虚拟实体模型；HLA表示模型整合架构，用于配电变压器各个模型、各个可选的虚拟实体；V_g表示描述配电变压器的物理实体端的几何参数与关系的三维模型；V_p表示在V_g的基础上增加物理属性的物理模型；V_v表示V_g和V_p的可视化操作界面的视图模型。

具体的，在云端服务器中，对按照树形存储结构存储的数据按照数据所采集的时间顺序并且还未进行相关的仿真处理的数据进行采样处理，并根据采样处理结果生成对应的配电变压器的数字孪生数据，其中所采用的的采样处理为下采样处理，并且采样频率与节点指标数据的数据采集传感器及数据采集传感器的数据采集频率有关；其中，该下采样处理的采样频率如下：

f_p＝kvf；

其中，f_p表示对节点指标数据的下采样的采样频率；f表示对节点指标数据的下采样的基础采样频率；k表示下采样的比例系数，对于不同的数据采集传感器的系数取值有所不同；v表示数据采集传感器的数据采集频率。

在得到对应的配电变压器的数字孪生数据之后，将数字孪生数据输入数字孪生虚拟实体模型中进行仿真处理，从而即可得到对应的仿真结果；其中，数字孪生虚拟实体模型包括有三维模型、物理模型和视图模型，具体表示如下：

VE＝HLA(V_g,V_p,V_v)；

其中，VE表示数字孪生虚拟实体模型；HLA表示模型整合架构，用于配电变压器各个模型、各个可选的虚拟实体；V_g表示描述配电变压器的物理实体端的几何参数与关系的三维模型；V_p表示在V_g的基础上增加物理属性的物理模型；V_v表示V_g和V_p的可视化操作界面的视图模型。

通过将下采样得到的数字孪生数据输入到数字孪生虚拟实体模型中进行配电变压器的孪生运行仿真评价处理，即可得到配电变压器的各个节点的仿真评价结果。

运行评价模块24：用于在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，获得配电变压器各个节点的运行评价结果；

在本发明具体实施过程中，所述在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，包括：在所述云端服务器上根据标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行数据权重模型的构建处理，形成权重赋予模型；对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据中的敏感指标数据进行归一化处理，获得归一化敏感指标数据；并基于所述归一化敏感指标数据是否大于预设边界值选择对应的评价函数进行运行评价处理。

进一步的，所述权重赋予模型如下：

基于所述归一化敏感指标数据是否大于预设边界值选择对应的评价函数进行运行评价处理，包括：

在归一化敏感指标数据小于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝100-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×70；

在归一化敏感指标数据大于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝30-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×30；

其中，

表示第j个敏感指标数据的预设边界值；ω_i表示第i个非敏感指标数据的权重；β_j表示第j个敏感指标数据的归一化值；γ表示主观权重占比；ω_j表示第j个敏感指标数据的权重；

表示第j个敏感指标数据的计算初始权重；λ表示

的变权因子；σ表示注意系数；A表示非敏感指标参数的集合；B表示敏感指标参数的集合；f(.)表示在β_j>

时的单调递增函数。

具体的，在云端服务器中，根据标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行数据权重模型的构建处理，形成权重赋予模型，该权重赋予模型如下：

在得到权重赋予模型之后，需要对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据中的敏感指标数据进行归一化处理，获得归一化敏感指标数据；然后判断归一化敏感指标数据是否大于预设边界值，并根据这一判断结果来选择对应的评价函数进行运行评价处理；在归一化敏感指标数据小于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝100-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×70；

在归一化敏感指标数据大于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝30-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×30；

其中，

表示第j个敏感指标数据的预设边界值；ω_i表示第i个非敏感指标数据的权重；β_j表示第j个敏感指标数据的归一化值；γ表示主观权重占比；ω_j表示第j个敏感指标数据的权重；

表示第j个敏感指标数据的计算初始权重；λ表示

的变权因子；σ表示注意系数；A表示非敏感指标参数的集合；β表示敏感指标参数的集合；f(.)表示在β_j>

时的单调递增函数。

通过上述的方式即可通过打分的方式对配电变压器的各个节点在运行过程中的运行评价结果。

加权处理模块25：用于将配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果进行加权处理，获得加权运行评价结果；

在本发明具体实施过程中，在获得配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果，将配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果进行加权处理，在本发明中采用相同比例加权的方式进行加权处理，最终获得加权运行评价结果。

联动控制模块26：用于基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理。

在本发明具体实施过程中，所述基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理，包括：基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器的高压出线开关、低压进线开关和低压出线开关进行在线保护联动控制处理。

在本发明具体实施过程中，通过加权运行评价结果来判断配电变压器的各个节点的运行情况，根据不同节点的运行情况对配电变压器的高压出线开关、低压进线开关和低压出线开关进行在线保护联动控制处理；其中，根据加权运行评价结果认为油顶/绕组温度超过限位和总负载低于额定负载时或油位低于阈值或匝间短路数据超过阈值或油箱压力超过阈值或者出行缺陷保护时，则判断为配电变压器故障，脱扣高压出线开关；在出线油顶/绕组温度超过限位且总负载超过额定阈值时，则判断为低压总线故障，脱扣主线的低压进线开关；在总负载或单路负载超过阈值时，则进行低压出线开关分级脱扣保护，并且按照预先设定的优先级对低压出线开关进行依次脱扣，直至总负载低于阈值。

在本发明具体实施过程中，通过采集配电变压器各个节点的数据，然后通过仿真评价和运行评价处理，并将两种评价结果进行加权，形成加权运行评价结果，最后通过加权运行评价结果来对配电变压器进行在线保护联动控制处理；实现对配电变压器各个节点的综合评价，并根据评价结果进行在线保护联动控制，保证配电变压器的运行安全。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

另外，以上对本发明实施例所提供的一种配电变压器的在线保护联动控制方法及装置进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种配电变压器的在线保护联动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

基于设置在配电变压器各个节点上对应的数据采集传感器采集所述配电变压器的电气量指标数据和状态量指标数据，其中，所述电气量指标数据包括负载率、三相不平衡度、缺相状态、功率因数、总谐波畸变率；状态量指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油绝缘强度、油顶/绕组温度、桩头温度、振动数据、噪声数据；

对采集到的电气量指标数据和状态量指标数据按照配电变压器的序列ID号及采集时间进行标记处理，并将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器；

在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，获得配电变压器各个节点的运行仿真评价结果；

在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，获得配电变压器各个节点的运行评价结果；

将配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果进行加权处理，获得加权运行评价结果；

基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理。

2.根据权利要求1所述的在线保护联动控制方法，其特征在于，所述将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器，包括：

将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行压缩处理，并将压缩数据通过设置在配电变压器上的网络数据传输模块上传至所述云端服务器中。

3.根据权利要求1所述的在线保护联动控制方法，其特征在于，所述将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器之后，还包括：

在所述云端服务器中将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据按照序列ID号进行树形存储结构存储处理；

其中，所述树形存储结构存储处理为以所述序列ID号为树形存储结构的根节点，再以电气量指标数据和状态量指标数据为二级节点，再以敏感指标数据和非敏感指标数据为三级节点进行存储处理。

4.根据权利要求3所述的在线保护联动控制方法，其特征在于，所述电气量指标数据中的敏感指标数据包括负载率、缺相状态；所述电气量指标数据中的非敏感指标数据包括三相不平衡度、功率因数、总谐波畸变率；

所述状态量指标数据中的敏感指标数据包括匝间短路状态、油位数据、油顶/绕组温度、桩头温度；所述状态量指标数据中的非敏感指标数据包括油绝缘强度、振动数据、噪声数据。

5.根据权利要求1所述的在线保护联动控制方法，其特征在于，所述在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，包括：

所述云端服务器对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行采样处理，并根据采样结果生成对应配电变压器的数字孪生数据；

将所述数字孪生数据输入数字孪生虚拟实体模型中进行孪生运行仿真评价处理。

6.根据权利要求5所述的在线保护联动控制方法，其特征在于，所述数字孪生虚拟实体模型包括三维模型、物理模型和视图模型，所述数字孪生虚拟实体模型表示如下：

VE＝HLA(V_g,V_p,V_v)；

其中，VE表示数字孪生虚拟实体模型；HLA表示模型整合架构，用于配电变压器各个模型、各个可选的虚拟实体；V_g表示描述配电变压器的物理实体端的几何参数与关系的三维模型；V_p表示在V_g的基础上增加物理属性的物理模型；V_v表示V_g和V_p的可视化操作界面的视图模型。

7.根据权利要求1所述的在线保护联动控制方法，其特征在于，所述在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，包括：

在所述云端服务器上根据标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行数据权重模型的构建处理，形成权重赋予模型；

对标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据中的敏感指标数据进行归一化处理，获得归一化敏感指标数据；

并基于所述归一化敏感指标数据是否大于预设边界值选择对应的评价函数进行运行评价处理。

8.根据权利要求7所述的在线保护联动控制方法，其特征在于，所述权重赋予模型如下：

基于所述归一化敏感指标数据是否大于预设边界值选择对应的评价函数进行运行评价处理，包括：

在归一化敏感指标数据小于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝100-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×70；

在归一化敏感指标数据大于预设边界值时，选择的对应的评价函数为：

Score＝30-(∑_i∈Aω_iβ_i+∑_j∈Bω_jβ_j)×30；

其中，

表示第j个敏感指标数据的预设边界值；ω_i表示第i个非敏感指标数据的权重；β_j表示第j个敏感指标数据的归一化值；γ表示主观权重占比；ω_j表示第j个敏感指标数据的权重；

表示第j个敏感指标数据的计算初始权重；λ表示

的变权因子；σ表示注意系数；A表示非敏感指标参数的集合；B表示敏感指标参数的集合；f(.)表示在

时的单调递增函数。

9.根据权利要求1所述的在线保护联动控制方法，其特征在于，所述基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理，包括：

基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器的高压出线开关、低压进线开关和低压出线开关进行在线保护联动控制处理。

10.一种配电变压器的在线保护联动控制装置，其特征在于，所述装置包括：

数据采集模块：用于基于设置在配电变压器各个节点上对应的数据采集传感器采集所述配电变压器的电气量指标数据和状态量指标数据，其中，所述电气量指标数据包括负载率、三相不平衡度、缺相状态、功率因数、总谐波畸变率；状态量指标数据包括：匝间短路状态、油位数据、油绝缘强度、油顶/绕组温度、桩头温度、振动数据、噪声数据；

数据传输模块：用于对采集到的电气量指标数据和状态量指标数据按照配电变压器的序列ID号及采集时间进行标记处理，并将标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据上传至云端服务器；

仿真评价模块：用于在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据进行运行仿真评价处理，获得配电变压器各个节点的运行仿真评价结果；

运行评价模块：用于在所述云端服务器上基于标记后的电气量指标数据和标记后的状态量指标数据利用权重评价法进行运行评价处理，获得配电变压器各个节点的运行评价结果；

加权处理模块：用于将配电变压器各个节点的运行仿真评价结果与配电变压器各个节点的运行评价结果进行加权处理，获得加权运行评价结果；

联动控制模块：用于基于所述加权运行评价结果对所述配电变压器进行在线保护联动控制处理。

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