[发明专利]基于灰色预测和风险评估的变压器检修决策方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压器检修决策方法，尤其涉及了一种基于灰色预测和风险评估的变压器检修决策方法。

背景技术

变压器是电力系统的关键枢纽设备，其运行状态直接关系到整个电力系统的安全与稳定，因此对变压器制定合理的检修策略尤其重要。变压器检修决策方法通常是基于风险评估建立的，通过对故障严重后果和故障概率进行分析做出检修决策。目前变压器检修决策方法在评估变压器故障严重后果时大多依据用户或专家的经验进行打分，这种做法通用性不强；在分析变压器故障概率时大多采用威布尔分布计算变压器故障概率，但是个体变压器故障概率与威布尔分布表征的总体变压器故障概率差异较大，采用威布尔分布会引入很大的误差。此外，目前现有的变压器检修决策方法大多只给出了检修操作的建议，对于具体的检修时间没有提及。

发明内容

本发明针对现有技术中现有计算方法通用性不强并且误差大等缺点，提供了一种基于灰色预测和风险评估的变压器检修决策方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种基于灰色预测和风险评估的变压器检修决策方法，包括：

分别获取变压器状态变量、变压器故障类型的历史数据和当前实测数据，并根据灰色预测的方法获取变压器在t_k时刻的状态变量的预测值；

采用基于信息熵的模糊C均值聚类算法，结合变压器在t_k时刻的状态变量的数据，计算变压器t_k时刻各故障的发生概率；

对所述变压器各故障的后果进行量化，并结合所述变压器t_k时刻各故障的发生概率，计算t_k时刻变压器故障总风险费用期望；

确定t_k时刻变压器各检修策略的费用期望，并与变压器故障总风险费用期望进行比较，确定变压器最佳检修时间和最佳检修策略。

作为一种可实施方式，所述变压器的状态变量包括油中溶解气体H₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、CO、CO₂、油中微水、绕组吸收比、铁芯接地电流以及油中糠醛含量，分别记为x₁-x₁₁；

所述变压器故障类型包括绕组故障、套管故障、绝缘介质故障、铁芯故障、分接开关故障、引线故障以及漏油故障，分别记为y₁-y₇；

将每种故障类型标记为两种故障模式，两种故障模式包含导致变压器停运模式和导致变压器能效降低模式，分别记为y_1,1、y_1,2、y_2,1、y_2,2…y_7,1、y_7,2。

作为一种可实施方式，所述根据灰色预测的方法获取变压器在t_k时刻的状态变量的预测值的具体做法包括：

采用以GM(1,1)模型为基础的灰色模型对变压器状态变量进行预测，以变压器状态变量x_i,i＝1,2,...,11的历史数据和当前实测数据为基础进行建模，GM(1,1)建模过程如下：

其中，t₁,t₂,...,t_n-1为间隔为的等间隔历史数据采集时刻，t_n为当前时刻，为t_k时刻变压器状态变量x_i的数据，对当前实测数据进行累加得到采用以下公式表示：

其中，

对建立白化微分方程，公式表示如下：

其中，a为发展系数，b为灰色作用量，将白化微分方程离散化，公式表示如下：

其中，k表示第k个数据采集时刻，表示数据采样间隔，取代入离散化后的白化微分方程得到：

经过移项得到以下公式：

令k＝1,2,...,n-1，经过移项后的公式转换成以下结果：

此时，引入以下符号：

则有：

令

则有：

进一步转化得到：