[发明专利]基于改进Prony算法的油纸绝缘等效电路参数辨识方法

说明书

本发明涉及一种基于自适应采样间隔Prony算法的油纸绝缘徳拜电路参数辨识方法，该方法根据德拜等效模型下去极化电流指数函数叠加的物理特性，改进传统的Prony算法，根据某一采样间隔能够准确求解的时间常数范围，实现采样间隔的自适应选择，利用自适应采样间隔对相应的时间常数的驰豫子谱线进行Prony拟合；得到子谱线参数后，代入德拜等效电路参数辨识公式实现等效电路参数的辨识。该发明方法避免了人为取点和采样间隔选取的主观性，对具有噪声干扰的实测去极化电流起到了滤波作用，准确唯一地实现了油纸变压器德拜等效电路参数的辨识。

技术领域

本发明涉及油纸绝缘介质响应建模和老化评估技术领域，特别是一种基于自适应采样间隔Prony算法的油纸绝缘德 拜电路参数辨识方法。

背景技术

介质响应法是诊断油纸绝缘状态的一种无损的检测方法，对油纸绝缘进行的介质响应实验主要包括计划去极化电流实验(PDC)，回复电压实验(RVM)以及频域介质响应实验(FDS),近些年来对介质响应法的研究已经从直接从实验数据提取特征量，转变为对介质弛豫过程进行建模，深入理解和研究介质响应的过程和机理。

建立数学模型让不同介质响应实验有了统一的理论解释，也让不同的测量过程通过介质响应模型互相验证，其中扩展德拜模型就是一种广泛应用于油纸绝缘介质相应的建模的数学模型，其可以准确的反应油纸绝缘非均匀介质复杂的极化过程。

在扩展德拜模型的描述下，去极化电流是指数函数子谱线叠加的形式，辨识出扩展德拜模型各条支路参数的关键是得到去极化电流指数叠加项的驰豫系数和时间常数；而Prony算法又是一种拟合指数函数叠加的算法，但是去极化电流又有其特殊性，传统Prony算法对各指数叠加项的差异过大的情况无能为力，因此对传统Prony算法进行改进，根据某一采样间隔能够准确求解的时间常数范围，实现采样间隔的自适应选择，提高对存在噪声干扰的实测PDC电流的滤波作用，应用于油纸绝缘扩展德拜模型的参数辨识，是本发明的主要工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于自适应采样间隔Prony 算法的油纸绝缘德 拜电路参数辨识方法，能够准确、唯一、客观的辨识出油纸变压器扩展德拜模型的电路参数。

本发明采用以下方案实现：一种基于自适应采样间隔Prony算法的油纸绝缘德 拜电路参数辨识方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取去极化电流数据即原去极化电流数据，并利用所述去极化电流数据构造Prony算法的样本矩阵元素，并且将所述样本矩阵元素排列为样本矩阵R；

步骤S2：确定所述样本矩阵R的秩，即确定所述去极化电流数据的指数驰豫项的叠加数N₀；

步骤S3：对所述去极化电流用不同大小的采样间隔进行二次等间隔采样；

步骤S4：将步骤S3中二次等间隔采样后的去极化电流再次带入 Prony算法进行拟合，初始子谱线条数N＝0，当拟合子谱线参数满足条件记录下解出的子谱线参数，并且从步骤S1中原去极化电流数据的基础上减去解得的子谱线数据得到剩余谱线数据，子谱线条数N＝N+1；

步骤S5：重复步骤S4，在剩余谱线数据的基础上减去子谱线数据得到本次的剩余电流数据，子谱线条数N＝N+1，直到解出子谱线条数N达到步骤S2中的到的N₀；

步骤S6：将解出子谱线参数带入参数辨识公式，辨识出变压器德 拜等效电路参数。

进一步地，所述步骤S1的具体步骤如下：

步骤S11：利用DIRANA介质相应测试仪测量油纸变压器的去极化电流i_d或在Matlab平台搭建扩展德 拜电路模型进行仿真实验得到去极化电流i_d，其中测量的过程中保证去极化电流i_d是等间隔采样点构成的离散电流序列；