[发明专利]基于TLS-ESPRIT的变压器油纸绝缘扩展德拜等效电路参数辨识方法

权利要求书

1.一种基于TLS-ESPRIT的变压器油纸绝缘扩展德拜等效电路参数辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、获取去极化电流数据，并将去极化电流数据构造TLS-ESPRIT算法的Hankel矩阵；

步骤S2、对步骤S1构造的Hankel矩阵进行奇异值分解，得到矩阵的奇异值；

步骤S3、计算各奇异值的相对变化率，确定扩展德拜等效电路的极化支路数n；

步骤S4、通过旋转空间不变技术(ESPRIT)求解出各条支路的时间常数；

步骤S5、通过总体最小二乘(TLS)求解出各条支路弛豫系数；

步骤S6、将各条支路的时间常数、弛豫系数带入参数辨识公式，得到变压器扩展徳拜等效电路参数；

所述步骤S1具体实现如下：

步骤S11、利用PDC仪器测量油纸变压器的去极化电流数据x(i)(i＝1,2,3,…,N)，其中测量的过程中保证去极化电流是等间隔采样点构成的离散电流序列；

步骤S12、利用步骤S11中测得的去极化电流数据x(i)，构造Hankel矩阵：

式中L＝N/3；

在步骤S2中，对Hankel矩阵X进行奇异值分解的具体方式如下：

对Hankel矩阵X进行奇异值分解得X＝SVD^T，式中：S为(N-L)×(N-L)维左奇异向量矩阵；D为(L+1)×(L+1)维右奇异向量矩阵；V为(N-L)×(L+1)维对角矩阵，该矩阵的对角元素σ_i(1≤i≤h，h＝min(N-L,L+1))即为矩阵X的奇异值，并且其按照降序排列；

所述步骤S3具体实现如下：

步骤S31、计算奇异值变化率：

步骤S32、根据奇异值变化率确定极化支路数：由于奇异值会在某分界点σ_k+1后变化率趋近于0，即δ_k+1＝0，此点即为实际电流信号与噪声信号的分界点，故将此点前一点的编号k看做有效信号阶数，即为极化支路数n。

2.根据权利要求1所述的基于TLS-ESPRIT的变压器油纸绝缘扩展德拜等效电路参数辨识方法，其特征在于，所述步骤S4具体实现如下：

步骤S41、截取右奇异向量矩阵D的前n列记为矩阵D₀，将D₀删去第一行得到D₁，将D₀删去最后一行得到D₂，构造矩阵D₃＝[D₁,D₂]；

步骤S42、对D₃进行奇异值分解，得到其右奇异向量矩阵P，将P等分为4个子矩阵

步骤S43、计算的非零特征根λ_i，计算时间常数τ_i＝-1/(f_s×ln|λ_i|)，其中f_s为采样频。

3.根据权利要求2所述的基于TLS-ESPRIT的变压器油纸绝缘扩展德拜等效电路参数辨识方法，其特征在于，所述步骤S5具体实现如下：

步骤S51、通过步骤S43求得的特征根λ_i，代入以下最小二乘法求出参数b_i：

步骤S52、计算弛豫系数A_i＝|b_i|。

4.根据权利要求3所述的基于TLS-ESPRIT的变压器油纸绝缘扩展德拜等效电路参数辨识方法，其特征在于，所述步骤S6具体实现如下：

根据求得的τ_i和A_i，代入以下公式求得等效电阻极化电阻和极化电容参数：

式中，U₀为对绝缘介质施加的直流充电电压，t_c为充电时间。