基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力电容器绝缘状态评估方法，首先测量电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数；然后对其进行模糊处理，得出电力电容器的评价结果。本发明专利技术基于模糊理论，利用多来源数据对电力电容器绝缘状态进行评估，使评估结果更加准确。

Insulation condition assessment method and system for power capacitor based on multi data sources

The invention discloses a method for evaluating the insulation state of power capacitor. First, the physical and chemical parameters, electrical parameters and gas component parameters of the electric capacitor are measured, and then the fuzzy processing is carried out to get the evaluation result of the power capacitor. Based on fuzzy theory, the invention uses multi source data to evaluate the insulation state of the power capacitor so as to make the evaluation result more accurate.

【技术实现步骤摘要】
基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法与系统
本专利技术属于电力系统检测、评估
，涉及电力电容器绝缘状态的检测、评估，特别涉及一种基于理化参数、电气参数和油中气体组分参数等多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法与系统。
技术介绍
电力电容器是电力系统中重要的一次设备，随着电力系统的发展，电力电容器的应用越来越广泛。在交流系统中，电力电容器主要用于无功补偿、并和电感串联兼具滤波的作用；在直流输电系统中，电力电容器是直流长滤波器的主要设备之一，用于滤除直流侧谐波；在电气设备中，电力电容器多用作脉冲电容器和储能电容器(或超级电容)，前者一般用于产生脉冲功率或冲击电压，后者一般用于储存电场能。因此，电力电容器的安全运行直接关系到电力系统的可靠性。然而近年来电力电容器由于绝缘老化引起的故障时有发生，严重影响了电力系统的正常运行的可靠性和稳定性。电力电容器的故障中很大一部分是由于绝缘老化导致的。因此，准确检测电力电容器的绝缘老化状态对保障电力电容器安全稳定运行至关重要。目前，对电力电容器的绝缘状态评估方法仅针对某一特定的检测手段，如理化分析、电气参数检测等。这类检测方法往往数据来源单一，导致对电力电容器绝缘状态的评估不准确，且无法做到智能评估。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在，针对现有技术中缺少准确评估电力电容器绝缘状态有效手段的技术现状，提供一种适基于理化参数、电气参数、油中其他组分参数等多数据来源的基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法与系统，从多种检测手段获取检测数据，同时该评估方法利用模糊理论，可实现对电力电容器绝缘状态的智能评估。为了达到上述专利技术目的，本专利技术提供了一种基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，步骤如下：(1)测量电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数；(2)对测量得到的电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数进行模糊处理，得出电力电容器的评价结果。上述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，所述步骤(1)中，理化参数包括电力电容器油中微水含量和电力电容器油酸值；所述电气参数包括电力电容器电容值、绝缘电阻和介损值；所述油中气体组分参数为电力电容器油中各特征气体组分含量，本专利技术中电力电容器油中特征气体包括氢气、乙烯、乙烷、甲烷和乙炔。上述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，所述步骤(2)是利用模糊理论的评价方法通过运行载体(一般是计算机)对步骤(1)测量得到的电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数进行处理得到评价结果的，基于模糊理论的评价方法的输入量为测量得到的理化参数、电气参数和油中气体组分参数，输出量为电力电容器的评价结果。本专利技术中，步骤(2)包括以下分步骤：(21)将测量得到的电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数从实际域映射到模糊域得到模糊域内的输入量；(22)对模糊域内的输入量进行推理和计算，得到模糊域内的评估结果包括，依据模糊域内的输入量得到与理化参数、电气参数和油中气体组分参数各测量量的隶属度，并由得到的隶属度构建隶属度函数矩阵；设定理化参数、电气参数和油中气体组分参数各测量量的权重，同时由得到的权重构建权重向量；将隶属度函数矩阵与权重向量相乘，即得到模糊域内的评估结果；(23)将模糊域内的评估结果从模糊域反映射到实际域，模糊域内的评估结果中最大值对应的状态即为最终评估结果。上述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，所述步骤(21)目的是将实际测量量转化成模糊域的输入量，对于油中气体组分参数的转化，本专利技术是利用三比值法将测量得到的电力电容器的油中气体组分参数从实际域映射到模糊域得到模糊域内与油中气体组分相关的输入量，实现方式为：将所含气体按照扩散系数和溶解度相近的原则组成三对，并按照配对后两者所占体积比按照三比值编码规则确定编码，三组编码值即构成模糊域内与油中气体组分参数相关的输入量。上述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，所述步骤(21)中，对于理化参数和电气参数的转化，是依据以下关系式，确定测量得到的电力电容器的理化参数中的微水含量和酸值以及电气参数中的电容值、绝缘电阻和介损值各测量量从实际域映射到模糊域得到模糊域内与理化参数和电气参数相关的输入量：电容值，其中C′为电容量实测值，C0为电容器额定值；绝缘电阻，其中x2为绝缘电阻的实测值，单位为MΩ；介损值，其中x3为介损实测值，单位％；酸值，其中x4为酸值含量实测值，单位为mgKOH/g；微水含量，其中x5为实测的含水量，单位为mg/L。上述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，所述步骤(22)对模糊域内的输入量进行推理和计算，得到模糊领域内的评估结果。首先需要得到理化参数、电气参数和油中气体组分参数各个测量量的隶属度。对于油中气体组分参数，由于已经利用三比值法得到了油中气体组分相关的输入量(即油中气体组分编码值)，因此可以依据定义的油中气体组分不同编码组合与电力电容器绝缘状态之间的对应关系，确定与油中气体组分相关的输入量对应的油中气体组分的隶属度。可以依据以下关系式，确定与理化参数和电气参数相关的输入量对应的理化参数和电气参数各测量量的隶属度：其中，f为步骤(21)得到的与理化参数和电气参数相关的输入量，U1、U2、U3、U4为定义的理化参数和电气参数与电力电容器绝缘状态之间的对应关系。利用上述得到的理化参数、电气参数和油中气体组分参数各个测量量的隶属度，构建隶属度函数矩阵。上述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，所述步骤(22)中，理化参数、电气参数和油中气体组分参数各测量量的权重可以根据以往相关知识、经验以及存储的历史数据进行确定，再由确定的理化参数、电气参数和油中气体组分参数各测量量的权重构建权重向量。上述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，所述步骤(22)中，将隶属度函数矩阵与权重向量相乘，得到一组结果，即模糊域内的评估结果。上述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，所述步骤(23)中，模糊域内的评估结果中的一个量对应实际域中的一种电力电容器绝缘状态，以模糊域中的评估结果中最大值对应的状态作为对电力电容器的最终评估结果。本专利技术进一步提供了一种基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估系统，包括参数测试子系统和绝缘状态评估子系统：所述参数测试子系统包括：用于测量电力电容器理化参数的微水含量测试仪和酸值测试仪、用于测量电力电容器电气参数的电桥测试仪和介损测试仪以及用于测量电力电容器油中气体组分参数的绝缘油气体组分分析仪；所述绝缘状态评估子系统包括：模糊化模块，将测量得到的电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数从实际域映射到模糊域得到模糊域内的输入量；模糊推理模块，对模糊域内的输入量进行推理和计算，得到模糊域内的评估结果包括：依据模糊域内的输入量得到与理化参数、电气参数和油中气体组分参数各测量量的隶属度，并由得到的隶属度构建隶属度函数矩阵；设定与理化参数、电气参数和油中气体组分参数各测量量的权重，同时由得到的权重构建权重向量；将隶属度函数矩阵与权重向量相乘，即得到模糊域内的评估结果；反模糊化模块，将模糊域内的评估结果从模糊域反映射到实际域，模糊域内的评估结果中最大值对应的状态即为最终评估结果。上述基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，其特征在于步骤如下：(1)测量电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数；(2)对测量得到的电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数进行模糊处理，得出电力电容器的评价结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，其特征在于步骤如下：(1)测量电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数；(2)对测量得到的电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数进行模糊处理，得出电力电容器的评价结果。2.根据权利要求1所述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，其特征在于所述步骤(2)包括以下分步骤：(21)将测量得到的电力电容器的理化参数、电气参数和油中气体组分参数从实际域映射到模糊域得到模糊域内的输入量；(22)对模糊域内的输入量进行推理和计算，得到模糊域内的评估结果包括，依据模糊域内的输入量得到与理化参数、电气参数和油中气体组分参数各测量量的隶属度，并由得到的隶属度构建隶属度函数矩阵；设定理化参数、电气参数和油中气体组分参数各测量量的权重，同时由得到的权重构建权重向量；将隶属度函数矩阵与权重向量相乘，即得到模糊域内的评估结果；(23)将模糊域内的评估结果从模糊域反映射到实际域，模糊域内的评估结果中最大值对应的状态即为最终评估结果。3.根据权利要求2所述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，其特征在于电力电容器油中特征气体包括氢气、乙烯、乙烷、甲烷和乙炔。4.根据权利要求2或3所述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，其特征在于所述步骤(21)中，利用三比值法将测量得到的电力电容器的油中气体组分参数从实际域映射到模糊域得到模糊域内与油中气体组分相关的输入量，实现方式为：将所含气体按照扩散系数和溶解度相近的原则组成三对，并按照配对后两者所占体积比按照三比值编码规则确定编码，三组编码值即构成模糊域内与油中气体组分相关的输入量。5.根据权利要求4所述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，其特征在于所述步骤(22)中，依据定义的油中气体组分不同编码组合与电力电容器绝缘状态之间的对应关系，确定与油中气体组分参数相关的输入量对应的油中气体组分的隶属度。6.根据权利要求2或3所述基于多数据来源的电力电容器绝缘状态评估方法，其特征在于所述步骤(21)中，依据以下关系式，确定测量得到的电力电容器的理化参数中的微水含量和酸值以及电气参数中的电容值、绝缘电阻和介损值各测量量从实际域映射到模糊域得到模糊域内与理化参数和电气参数相关的输入量：电容值，其中C′为电容量实测值，C0为电容器额定值；绝缘电阻，其中x2为绝缘电阻的实测值，单位为MΩ介损值，其中x3为介损实测值，单位％；酸值，其中x4为酸值含量实测值，单位为mgKOH/g；微水含量，其中x5为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晨萌，谢施君，苏少春，曹树屏，郭蓉萍，周慧莹，张榆，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51