电介质状态分析方法、系统、计算机及存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种电介质状态分析方法、系统、计算机及存储介质。该方法包括：根据实部插值步长迭代计算模拟虚部积分，直至模拟虚部积分是否小于预设分辨率，并将模拟虚部积分与实际虚部积分进行比较，获得电导信息和极化过程实部信息；根据虚部插值步长迭代计算模拟实部积分，直至模拟实部积分小于预设分辨率，并将模拟实部积分与实际实部积分进行比较，获得电容信息和极化过程虚部信息，最后根据电导信息、极化过程实部信息、电容信息和极化过程虚部信息获得电介质状态，可以准确分析判断电介质状态，避免造成误判、漏判和错判，节约了电力设备运行维护的成本。

Dielectric state analysis method, system, computer and storage medium

【技术实现步骤摘要】
电介质状态分析方法、系统、计算机及存储介质
本专利技术涉及电介质领域，具体地，涉及一种电介质状态分析方法、系统、计算机及存储介质。
技术介绍
在电能的生产、传输及应用过程中，所有的电气设备中，都需要电介质材料的支持，如在发电机的匝间绝缘系统，变压器的绝缘系统，电缆的绝缘系统，绝缘子的绝缘系统等等。如何表征和研究各类电介质材料的绝缘状态，是电力设备运行维护中的重要研究课题。已有的研究及工程实际应用中，尚无法实现电介质\电力设备的介电响应测量结果的解耦分析，因而就无法获得电介质\电力设备的电导过程、极化过程和无穷频率电容过程，这就导致无法准确判断电介质\电力设备的状态，给电力系统的电力设备状态诊断带来诸多不便，容易造成误判、漏判和错判。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种电介质状态分析方法、系统、计算机及存储介质，以准确分析判断电介质状态，避免造成误判、漏判和错判，节约了电力设备运行维护的成本。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种电介质状态分析方法，包括：获取多个频率对应的介电响应参数的实部数据和虚部数据；根据最低频率确定实部最低外延频率和虚部最低外延频率，根据最高频率确定实部最高外延频率和虚部最高外延频率；拟合多个频率对应的实部数据，获得有限频段内的实部介电响应拟合函数；拟合多个频率对应的虚部数据，获得有限频段内的虚部介电响应拟合函数；有限频段位于最低频率与最高频率之间；根据最低频率对应的实部数据和次低频率对应的实部数据获得实部低外延频段内的实部介电响应拟合函数，根据最高频率对应的实部数据和次高频率对应的实部数据获得实部高外延频段内的实部介电响应拟合函数；根据最低频率对应的虚部数据和次低频率对应的虚部数据获得虚部低外延频段内的虚部介电响应拟合函数，根据最高频率对应的虚部数据和次高频率对应的虚部数据获得虚部高外延频段内的虚部介电响应拟合函数；实部低外延频段位于最低频率与实部最低外延频率之间，实部高外延频段位于最高频率与实部最高外延频率之间，虚部低外延频段位于最低频率与虚部最低外延频率之间，虚部高外延频段位于最高频率与虚部最高外延频率之间；执行如下迭代处理：根据奇异点和实部插值步长计算实部奇异点上界和实部奇异点下界；其中，奇异点位于最高频率与最低频率之间；根据实部奇异点上界、实部奇异点下界、奇异点、实部最低外延频率、实部最高外延频率、有限频段内的实部介电响应拟合函数、实部低外延频段内的实部介电响应拟合函数和实部高外延频段内的实部介电响应拟合函数计算模拟虚部积分；判断模拟虚部积分是否小于预设分辨率；当小于预设分辨率时，将模拟虚部积分与实际虚部积分进行比较，获得电导信息和极化过程实部信息，否则更新实部插值步长；执行如下迭代处理：根据奇异点和虚部插值步长计算虚部奇异点上界和虚部奇异点下界；根据虚部奇异点上界、虚部奇异点下界、奇异点、虚部最低外延频率、虚部最高外延频率、有限频段内的虚部介电响应拟合函数、虚部低外延频段内的虚部介电响应拟合函数和虚部高外延频段内的虚部介电响应拟合函数计算模拟实部积分；判断模拟实部积分是否小于预设分辨率；当小于预设分辨率时，将模拟实部积分与实际实部积分进行比较，获得电容信息和极化过程虚部信息，否则更新虚部插值步长；根据电导信息、极化过程实部信息、电容信息和极化过程虚部信息获得电介质状态。本专利技术实施例还提供一种电介质状态分析系统，包括：获取单元，用于获取多个频率对应的介电响应参数的实部数据和虚部数据；确定单元，用于根据最低频率确定实部最低外延频率和虚部最低外延频率，根据最高频率确定实部最高外延频率和虚部最高外延频率；有限频段拟合函数单元，用于拟合多个频率对应的实部数据，获得有限频段内的实部介电响应拟合函数；拟合多个频率对应的虚部数据，获得有限频段内的虚部介电响应拟合函数；其中，有限频段位于最低频率与最高频率之间；外延频段拟合函数单元，用于根据最低频率对应的实部数据和次低频率对应的实部数据获得实部低外延频段内的实部介电响应拟合函数，根据最高频率对应的实部数据和次高频率对应的实部数据获得实部高外延频段内的实部介电响应拟合函数；根据最低频率对应的虚部数据和次低频率对应的虚部数据获得虚部低外延频段内的虚部介电响应拟合函数，根据最高频率对应的虚部数据和次高频率对应的虚部数据获得虚部高外延频段内的虚部介电响应拟合函数；实部低外延频段位于最低频率与实部最低外延频率之间，实部高外延频段位于最高频率与实部最高外延频率之间，虚部低外延频段位于最低频率与虚部最低外延频率之间，虚部高外延频段位于最高频率与虚部最高外延频率之间；实部迭代单元，用于执行如下迭代处理：根据奇异点和实部插值步长计算实部奇异点上界和实部奇异点下界；其中，奇异点位于最高频率与最低频率之间；根据实部奇异点上界、实部奇异点下界、奇异点、实部最低外延频率、实部最高外延频率、有限频段内的实部介电响应拟合函数、实部低外延频段内的实部介电响应拟合函数和实部高外延频段内的实部介电响应拟合函数计算模拟虚部积分；判断模拟虚部积分是否小于预设分辨率；当小于预设分辨率时，将模拟虚部积分与实际虚部积分进行比较，获得电导信息和极化过程实部信息，否则更新实部插值步长；虚部迭代单元，用于执行如下迭代处理：根据奇异点和虚部插值步长计算虚部奇异点上界和虚部奇异点下界；根据虚部奇异点上界、虚部奇异点下界、奇异点、虚部最低外延频率、虚部最高外延频率、有限频段内的虚部介电响应拟合函数、虚部低外延频段内的虚部介电响应拟合函数和虚部高外延频段内的虚部介电响应拟合函数计算模拟实部积分；判断模拟实部积分是否小于预设分辨率；当小于预设分辨率时，将模拟实部积分与实际实部积分进行比较，获得电容信息和极化过程虚部信息，否则更新虚部插值步长；电介质状态单元，用于根据电导信息、极化过程实部信息、电容信息和极化过程虚部信息获得电介质状态。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现所述的电介质状态分析方法的步骤。本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的电介质状态分析方法的步骤。本专利技术实施例的电介质状态分析方法、系统、计算机及存储介质根据实部插值步长迭代计算模拟虚部积分，直至模拟虚部积分是否小于预设分辨率，并将模拟虚部积分与实际虚部积分进行比较，获得电导信息和极化过程实部信息；根据虚部插值步长迭代计算模拟实部积分，直至模拟实部积分小于预设分辨率，并将模拟实部积分与实际实部积分进行比较，获得电容信息和极化过程虚部信息，最后根据电导信息、极化过程实部信息、电容信息和极化过程虚部信息获得电介质状态，可以准确分析判断电介质状态，避免造成误判、漏判和错判，节约了电力设备运行维护的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电介质状态分析方法，其特征在于，包括：/n获取多个频率对应的介电响应参数的实部数据和虚部数据；/n根据最低频率确定实部最低外延频率和虚部最低外延频率，根据最高频率确定实部最高外延频率和虚部最高外延频率；/n拟合所述多个频率对应的实部数据，获得有限频段内的实部介电响应拟合函数；拟合所述多个频率对应的虚部数据，获得有限频段内的虚部介电响应拟合函数；所述有限频段位于所述最低频率与所述最高频率之间；/n根据所述最低频率对应的实部数据和次低频率对应的实部数据获得实部低外延频段内的实部介电响应拟合函数，根据所述最高频率对应的实部数据和次高频率对应的实部数据获得实部高外延频段内的实部介电响应拟合函数；根据所述最低频率对应的虚部数据和次低频率对应的虚部数据获得虚部低外延频段内的虚部介电响应拟合函数，根据所述最高频率对应的虚部数据和次高频率对应的虚部数据获得虚部高外延频段内的虚部介电响应拟合函数；所述实部低外延频段位于所述最低频率与所述实部最低外延频率之间，所述实部高外延频段位于所述最高频率与所述实部最高外延频率之间，所述虚部低外延频段位于所述最低频率与所述虚部最低外延频率之间，所述虚部高外延频段位于所述最高频率与所述虚部最高外延频率之间；/n执行如下迭代处理：/n根据奇异点和实部插值步长计算实部奇异点上界和实部奇异点下界；其中，所述奇异点位于所述最高频率与所述最低频率之间；/n根据所述实部奇异点上界、所述实部奇异点下界、所述奇异点、所述实部最低外延频率、所述实部最高外延频率、所述有限频段内的实部介电响应拟合函数、所述实部低外延频段内的实部介电响应拟合函数和所述实部高外延频段内的实部介电响应拟合函数计算模拟虚部积分；/n判断所述模拟虚部积分是否小于预设分辨率；当小于所述预设分辨率时，将所述模拟虚部积分与实际虚部积分进行比较，获得电导信息和极化过程实部信息，否则更新所述实部插值步长；/n执行如下迭代处理：/n根据奇异点和虚部插值步长计算虚部奇异点上界和虚部奇异点下界；/n根据所述虚部奇异点上界、所述虚部奇异点下界、所述奇异点、所述虚部最低外延频率、所述虚部最高外延频率、所述有限频段内的虚部介电响应拟合函数、所述虚部低外延频段内的虚部介电响应拟合函数和所述虚部高外延频段内的虚部介电响应拟合函数计算模拟实部积分；/n判断所述模拟实部积分是否小于预设分辨率；当小于所述预设分辨率时，将所述模拟实部积分与实际实部积分进行比较，获得电容信息和极化过程虚部信息，否则更新所述虚部插值步长；/n根据所述电导信息、所述极化过程实部信息、所述电容信息和所述极化过程虚部信息获得电介质状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电介质状态分析方法，其特征在于，包括：
获取多个频率对应的介电响应参数的实部数据和虚部数据；
根据最低频率确定实部最低外延频率和虚部最低外延频率，根据最高频率确定实部最高外延频率和虚部最高外延频率；
拟合所述多个频率对应的实部数据，获得有限频段内的实部介电响应拟合函数；拟合所述多个频率对应的虚部数据，获得有限频段内的虚部介电响应拟合函数；所述有限频段位于所述最低频率与所述最高频率之间；
根据所述最低频率对应的实部数据和次低频率对应的实部数据获得实部低外延频段内的实部介电响应拟合函数，根据所述最高频率对应的实部数据和次高频率对应的实部数据获得实部高外延频段内的实部介电响应拟合函数；根据所述最低频率对应的虚部数据和次低频率对应的虚部数据获得虚部低外延频段内的虚部介电响应拟合函数，根据所述最高频率对应的虚部数据和次高频率对应的虚部数据获得虚部高外延频段内的虚部介电响应拟合函数；所述实部低外延频段位于所述最低频率与所述实部最低外延频率之间，所述实部高外延频段位于所述最高频率与所述实部最高外延频率之间，所述虚部低外延频段位于所述最低频率与所述虚部最低外延频率之间，所述虚部高外延频段位于所述最高频率与所述虚部最高外延频率之间；
执行如下迭代处理：
根据奇异点和实部插值步长计算实部奇异点上界和实部奇异点下界；其中，所述奇异点位于所述最高频率与所述最低频率之间；
根据所述实部奇异点上界、所述实部奇异点下界、所述奇异点、所述实部最低外延频率、所述实部最高外延频率、所述有限频段内的实部介电响应拟合函数、所述实部低外延频段内的实部介电响应拟合函数和所述实部高外延频段内的实部介电响应拟合函数计算模拟虚部积分；
判断所述模拟虚部积分是否小于预设分辨率；当小于所述预设分辨率时，将所述模拟虚部积分与实际虚部积分进行比较，获得电导信息和极化过程实部信息，否则更新所述实部插值步长；
执行如下迭代处理：
根据奇异点和虚部插值步长计算虚部奇异点上界和虚部奇异点下界；
根据所述虚部奇异点上界、所述虚部奇异点下界、所述奇异点、所述虚部最低外延频率、所述虚部最高外延频率、所述有限频段内的虚部介电响应拟合函数、所述虚部低外延频段内的虚部介电响应拟合函数和所述虚部高外延频段内的虚部介电响应拟合函数计算模拟实部积分；
判断所述模拟实部积分是否小于预设分辨率；当小于所述预设分辨率时，将所述模拟实部积分与实际实部积分进行比较，获得电容信息和极化过程虚部信息，否则更新所述虚部插值步长；
根据所述电导信息、所述极化过程实部信息、所述电容信息和所述极化过程虚部信息获得电介质状态。


2.根据权利要求1所述的电介质状态分析方法，其特征在于，
计算模拟虚部积分包括：
根据所述实部奇异点上界、实部奇异点上界对应的实部数据、所述奇异点、奇异点对应的实部数据、所述实部奇异点下界和实部奇异点下界对应的实部数据计算实部奇异点频段积分；
根据实部最低外延频率对应的实部数据、所述实部最低外延频率、实部最高外延频率对应的实部数据、所述实部最高外延频率和所述奇异点计算实部截断频域积分；
根据所述有限频段内的实部介电响应拟合函数、所述实部低外延频段内的实部介电响应拟合函数、所述实部高外延频段内的实部介电响应拟合函数、所述实部最低外延频率、所述实部最高外延频率、所述实部奇异点上界和所述实部奇异点下界，计算实部外延频段积分；
根据所述实部奇异点频段积分、所述实部截断频域积分和所述实部外延频段积分计算模拟虚部积分；
计算模拟实部积分包括：
根据所述虚部奇异点上界、虚部奇异点上界对应的虚部数据、所述奇异点、奇异点对应的虚部数据、所述虚部奇异点下界和虚部奇异点下界对应的虚部数据计算虚部奇异点频段积分；
根据所述有限频段内的虚部介电响应拟合函数、所述虚部低外延频段内的虚部介电响应拟合函数、所述虚部高外延频段内的虚部介电响应拟合函数、所述虚部最低外延频率、所述虚部最高外延频率、所述虚部奇异点上界和所述虚部奇异点下界，计算虚部外延频段积分；
根据所述虚部奇异点频段积分和所述虚部外延频段积分计算模拟实部积分。


3.根据权利要求2所述的电介质状态分析方法，其特征在于，
根据所述实部奇异点上界、实部奇异点上界对应的实部数据、所述奇异点、奇异点对应的实部数据、所述实部奇异点下界和实部奇异点下界对应的实部数据计算实部奇异点频段积分，包括：
根据所述实部奇异点上界、实部奇异点上界对应的实部数据、所述奇异点、奇异点对应的实部数据、所述实部奇异点下界和实部奇异点下界对应的实部数据确定第一奇异点实部系数、第二奇异点实部系数、第三奇异点实部系数和第四奇异点实部系数；
根据所述第一奇异点实部系数、所述第二奇异点实部系数、所述奇异点、所述实部奇异点上界和所述实部奇异点下界计算实部奇异点上频段积分；
根据所述第三奇异点实部系数、所述第四奇异点实部系数、所述奇异点、所述实部奇异点上界和所述实部奇异点下界计算实部奇异点下频段积分；
将所述实部奇异点上频段积分与所述实部奇异点下频段积分相加，得到实部奇异点频段积分；
根据所述虚部奇异点上界、虚部奇异点上界对应的虚部数据、所述奇异点、奇异点对应的虚部数据、所述虚部奇异点下界和虚部奇异点下界对应的虚部数据计算虚部奇异点频段积分，包括：
根据所述虚部奇异点上界、虚部奇异点上界对应的虚部数据、所述奇异点、奇异点对应的虚部数据、所述虚部奇异点下界和虚部奇异点下界对应的虚部数据确定第一奇异点虚部系数、第二奇异点虚部系数、第三奇异点虚部系数和第四奇异点虚部系数；
根据所述第一奇异点虚部系数、所述第二奇异点虚部系数、所述奇异点、所述虚部奇异点上界和所述虚部奇异点下界计算虚部奇异点上频段积分；
根据所述第三奇异点虚部系数、所述第四奇异点虚部系数、所述奇异点、所述虚部奇异点上界和所述虚部奇异点下界计算虚部奇异点下频段积分；
将所述虚部奇异点上频段积分与所述虚部奇异点下频段积分相加，得到虚部奇异点频段积分。


4.根据权利要求3所述的电介质状态分析方法，其特征在于，通过如下公式计算实部奇异点上频段积分：



其中，E1为实部奇异点上频段积分，a为第一奇异点实部系数，b为第二奇异点实部系数，ωS为奇异点，ωS-H为实部奇异点上界，ωS-L为实部奇异点下界；
通过如下公式计算实部奇异点下频段积分：



其中，E2为实部奇异点下频段积分，c为第三奇异点实部系数，d为第四奇异点实部系数；
通过如下公式计算虚部奇异点上频段积分：



其中，E'1为虚部奇异点上频段积分，a'为第一奇异点虚部系数，b'为第二奇异点虚部系数，ω'S-H为虚部奇异点上界，ω'S-L为虚部奇异点下界；
通过如下公式计算虚部奇异点下频段积分：



其中，E'2为虚部奇异点下频段积分，c'为第三奇异点虚部系数，d'为第四奇异点虚部系数。


5.根据权利要求2所述的电介质状态分析方法，其特征在于，根据实部最低外延频率对应的实部数据、所述实部最低外延频率、实部最高外延频率对应的实部数据、所述实部最高外延频率和所述奇异点计算实部截断频域积分，包括：
根据所述实部最高外延频率对应的实部数据、所述实部最高外延频率和所述奇异点计算实部上截断频域积分；
根据所述实部最低外延频率对应的实部数据、所述实部最低外延频率和所述奇异点计算实部下截断频域积分；
将所述实部上截断频域积分与所述实部下截断频域积分相加，得到实部截断频域积分。


6.根据权利要求5所述的电介质状态分析方法，其特征在于，
通过如下公式计算实部上截断频域积分：



其中，F1为实部上截断频域积分，χ'(ωExt-H)为实部最高外延频率对应的实部数据，ωS为奇异点，ωExt-H为实部最高外延频率；
通过如下公式计算实部下截断频域积分：



其中，F2为实部下截断频域积分，χ'(ωExt-L)为实部最低外延频率对应的实部数据，ωExt-L为实部最低外延频率；其中，实部截断频域积分为。


7.根据权利要求1所述的电介质状态分析方法，其特征在于，
通过如下公式更新所述实部插值步长：



其中，ln(Δωn)为第n次迭代中的实部插值步长，ln(Δωn+1)为第n+1次迭代中的实部插值步长；
通过如下公式更新所述虚部插值步长：



其中，ln(Δω'n)为第n次迭代中的虚部插值步长，ln(Δω'n+1)为第n+1次迭代中的虚部插值步长。


8.根据权利要求1所述的电介质状态分析方法，其特征在于，
获得电导信息和极化过程实部信息包括：
将所述模拟虚部积分与所述实际虚部积分中的相同部分作为极化过程实部信息，将所述模拟虚部积分与所述实际虚部积分中的不同部分作为电导信息；
获得电容信息和极化过程虚部信息包括：
将所述模拟实部积分与所述实际实部积分中的相同部分作为极化过程虚部信息，将所述模拟实部积分与所述实际实部积分中的不同部分作为电容信息。


9.一种电介质状态分析系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岩峰，卢毅，张旭，王馨，范硕超，王书渊，薛文祥，王辉，陈原，张吉飞，苏斌，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司电力科学研究院，华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网有限公司，国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11