一种基于多指标融合的电压互感器状态评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于多指标融合的电压互感器在线运行误差状态评估方法及装置，首先，根据电压互感器的实时运行信息提炼出状态评估指标并建立状态评估体系；其次，建立状态评估指标数学模型，获取各指标评分值；然后，对状态评估指标的评估结果进行聚类分析，得到各状态评估指标的评判向量并合成初始状态评判矩阵；再然后，采用层次分析法确定各状态评估指标权重，解决指标间的差异；最后，融合计算综合状态评判矩阵，得到电压互感器的评估结果。本发明专利技术在不依赖标准互感器和不停电运行的前提下，对电压互感器的在线运行误差状态进行有效评估，评估方法具有普适性和易实现性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多指标融合的电压互感器状态评估方法及装置
本专利技术涉及输配电设备状态评估与故障诊断领域，具体是指一种基于多指标融合的电压互感器在线运行误差状态评估方法及装置。
技术介绍
电压互感器作为电力系统中的关键设备，在保证二次设备和用电安全的前提下实现一次电压的准确测量，为电能计量、状态监控和继电保护等提供了可靠的依据。确保电压互感器处于稳定的运行状态，能够保证电力系统在计量和测量方面的准确性，且提高自动装置和继电保护动作的可靠度，有利于实现电力系统的安全、稳定和经济运行。在电力系统的实际运行中，由于电网运行工况复杂多变以及电压互感器使用年限的增长，电压互感器的运行状态以及自身的精度将随之而变化。这为电力系统的安全、稳定和经济运行带来了隐患，为此需要对运行中电压互感器的计量误差状态进行有效评估，及时发现电压互感器的超差问题，为制定相应的维护以及检修策略提供可靠的依据；并对具有高超差风险的电压互感器进行风险预警，及时发现劣化趋势严重的电压互感器，保证电压互感器检修的及时性；同时可实现只对有需求的电压互感器进行必要的维护，避免以往对部分电压互感器的盲目检修维护，减小工作量，提高劳动效率。现有的电压互感器状态评估方法主要是通过特殊设计的高精度标准互感器来实现，采用带电操作的方式接入与待检定电压互感器相同的回路，实现短期在线运行，通过检测待检定电压互感器的输出值与标准互感器输出值之间的差异得到待检定互感器的误差。但这种方法存在以下不足：1)需要安装高精度标准互感器，增加投资；2)带电操作的过程中可能产生过电压，对操作人员及检定设备都存在潜在的安全隐患；3)高精度标准互感器只是短时接入系统，无法真正的准确、实时跟踪待检定电压互感器在现场运行环境下和各种特殊运行工况下的运行误差。现有的状态评估方法已不适应系统对电压互感器状态监测的要求，因此在不停电运行和不使用标准互感器的条件下，研究电压互感器误差状态评估的方法成为了一种迫切需要。影响电压互感器测量误差的因素较多，包括有互感器的自身因素和外界环境因素，如互感器二次负载、绝缘状态、实时频率、环境电磁场、环境温湿度等因素。在不同类型的电压互感器中，上述影响因素对于状态评估的影响程度各有不同，由于电压互感器状态评估时需要考虑上述所有因素的影响，因此难度较大。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于多指标融合的电压互感器在线运行误差状态评估方法及装置，对电压互感器的二次输出电压进行分析，从中提炼出反映误差状态的各类状态评估指标，但各类状态评估指标所体现出的互感器误差程度有所差异，有的指标衡量的是渐变误差，有的指标衡量的是突变误差。因此，本专利技术进一步通过确定各状态评估指标在状态评估过程中的贡献率并加以融合，以解决各指标所带来的差异，最终实现在不依赖标准互感器和不停电运行下电压互感器误差状态的在线评估，实时监测互感器误差状态。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种基于多指标融合的电压互感器状态评估方法，包括以下步骤：根据电压互感器的实时运行数据提炼并建立电压互感器的状态评估指标体系；根据电压互感器状态评估指标的自身特性建立电压互感器的数学模型，并根据所述状态评估指标的测量值以及所述数学模型，计算状态评估指标的评分值；对所述状态评估指标的评分值进行聚类分析，根据各状态评估指标评分结果隶属于各状态类别的隶属度求取各状态评估指标的评判向量并合成电压互感器的初始状态评判矩阵R；所述的状态类别包括正常、警告、异常；采用层次分析理论对各状态评估指标的重要性进行比较，以确定状态评估指标的重要性权重向量Ω；融合电压互感器的初始状态评判矩阵R和权重向量Ω，计算综合状态评判矩阵G，得到电压互感器的评估结果。第二方面，本专利技术提供一种基于多指标融合的电压互感器状态评估装置，包括：指标体系构建模块，用于根据电压互感器的实时运行数据提炼并建立电压互感器的状态评估指标体系；模型建立模块，用于根据电压互感器状态评估指标的自身特性建立电压互感器的数学模型，所述数学模型用于计算状态评估指标的评分值；初始状态评判矩阵生成模块，用于对所述状态评估指标的评分值进行聚类分析，根据各状态评估指标评分结果隶属于各状态类别的隶属度求取各状态评估指标的评判向量并合成电压互感器的初始状态评判矩阵R；所述的状态类别包括正常、警告、异常；权重向量生成模块，用于采用层次分析理论对各状态评估指标的重要性进行比较，以确定状态评估指标的重要性权重向量Ω；综合状态评判矩阵模块，用于融合电压互感器的初始状态评判矩阵R和权重向量Ω，计算综合状态评判矩阵G，得到电压互感器的评估结果。第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储计算机软件程序；处理器，用于读取并执行所述存储器中存储的计算机软件程序，并实现本专利技术第一方面所述的一种基于多指标融合的电压互感器状态评估方法。第四方面，本专利技术提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有用于实现本专利技术第一方面所述的一种基于多指标融合的电压互感器状态评估方法的计算机软件程序。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果为：1、本专利技术不需要在现场使用标准互感器，仅根据待检定电压互感器的实时运行数据实现电压互感器的状态评估，减少了评估的成本，有利于提高电压互感器的运维水平。2、本专利技术可实时跟踪并准确评估电压互感器整个运行周期内的误差状态，避免现场测试时只能评估某种工况下和某个时间段内的误差状态。附图说明图1为本专利技术实施例提供的电压互感器状态评估流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的电压互感器状态评估指标体系结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例一本专利技术实施例提供了一种基于多指标融合的电压互感器在线运行误差状态评估方法，旨在不依赖标准互感器和不停电运行的情况下，实现电压互感器在线运行误差状态的有效和准确评估。本专利技术从待检定电压互感器的实时运行数据中提炼出衡量电压互感器误差状态的状态评估指标，并对各类状态评估指标进行分析和融合，据此得到电压互感器的在线运行误差状态评估结果。如图1所示，本专利技术按照以下步骤对电压互感器的误差状态进行评估：步骤1，根据电压互感器的实时运行数据提炼并建立如图2所示的电压互感器的状态评估指标体系：根据电压互感器的实时运行数据，从中可以提取出反映电压互感器突变误差的同相相似性指标、反映电压互感器渐变误差的电压变化量指标以及反映电压互感器突变误差和渐变误差的三相电压不平衡度指标。其中同相相似性指标是指在同一时刻测量同一相电压的互感器，其测量出的电压值应相同；电压变化量指标是指电压互感器测量的二次电压在相对较长的一段时间内，其变化量的数值和应趋于零；三相电压不平衡度指标是指利用测量三相电压的一组互感器的二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多指标融合的电压互感器状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n根据电压互感器的实时运行数据提炼并建立电压互感器的状态评估指标体系；所述状态评估指标包括反映电压互感器突变误差的同相相似性指标、反映电压互感器渐变误差的电压变化量指标以及反映电压互感器突变误差和渐变误差的三相电压不平衡度指标；其中同相相似性指标是指在同一时刻测量同一相电压的互感器，其测量出的电压值应相同；电压变化量指标是指电压互感器测量的二次电压在相对较长的一段时间内，其变化量的数值和应趋于零；三相电压不平衡度指标是指利用测量三相电压的一组互感器的二次电压输出值求出的电网三相不平衡度，应维持在一定的范围内且具有短时的不变特性；/n根据电压互感器状态评估指标的自身特性建立电压互感器的数学模型，并根据所述状态评估指标的测量值以及所述数学模型，计算状态评估指标的评分值；/n对所述状态评估指标的评分值进行聚类分析，根据各状态评估指标评分结果隶属于各状态类别的隶属度求取各状态评估指标的评判向量并合成电压互感器的初始状态评判矩阵R；所述的状态类别包括正常、警告、异常；/n采用层次分析理论对各状态评估指标的重要性进行比较，以确定状态评估指标的重要性权重向量Ω；/n融合电压互感器的初始状态评判矩阵R和权重向量Ω，计算综合状态评判矩阵G，得到电压互感器的评估结果。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于多指标融合的电压互感器状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据电压互感器的实时运行数据提炼并建立电压互感器的状态评估指标体系；所述状态评估指标包括反映电压互感器突变误差的同相相似性指标、反映电压互感器渐变误差的电压变化量指标以及反映电压互感器突变误差和渐变误差的三相电压不平衡度指标；其中同相相似性指标是指在同一时刻测量同一相电压的互感器，其测量出的电压值应相同；电压变化量指标是指电压互感器测量的二次电压在相对较长的一段时间内，其变化量的数值和应趋于零；三相电压不平衡度指标是指利用测量三相电压的一组互感器的二次电压输出值求出的电网三相不平衡度，应维持在一定的范围内且具有短时的不变特性；
根据电压互感器状态评估指标的自身特性建立电压互感器的数学模型，并根据所述状态评估指标的测量值以及所述数学模型，计算状态评估指标的评分值；
对所述状态评估指标的评分值进行聚类分析，根据各状态评估指标评分结果隶属于各状态类别的隶属度求取各状态评估指标的评判向量并合成电压互感器的初始状态评判矩阵R；所述的状态类别包括正常、警告、异常；
采用层次分析理论对各状态评估指标的重要性进行比较，以确定状态评估指标的重要性权重向量Ω；
融合电压互感器的初始状态评判矩阵R和权重向量Ω，计算综合状态评判矩阵G，得到电压互感器的评估结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述状态评估指标的评分值进行聚类分析，根据各状态评估指标评分结果隶属于各状态类别的隶属度求取各状态评估指标的评判向量并合成电压互感器的初始状态评判矩阵R，包括：
建立状态评估指标的评语集g＝[g1g2g3]，式中g1、g2、g3分别对应正常、警告、异常三种状态；
构建状态评估指标i在状态评估指标评分值为S时的隶属度函数ri(S)，隶属度的取值范围为0～1；
基于所述隶属度函数对电压互感器的评分结果进行聚类分析，得到状态评价指标i隶属于评语集g＝[g1g2g3]的模糊聚类集合Ri＝[ri1ri2ri3]，并作为该状态评估指标的初始评判向量；
将各个状态评估指标的初始状态评判向量合成状态评估指标的初始状态评判矩阵R。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的采用层次分析理论对各状态评估指标的重要性进行比较，以确定状态评估指标的重要性权重向量，包括：
S401，对于电压互感器中参与状态评估的各状态评估指标，构建矩阵A＝(aij)n×n：



S402，确定判断矩阵B＝(bij)n×n：



其中，fmax＝max(fi)，fmin＝min(fi)，
S403，基于判断矩阵B＝(bij)n...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勉舟，徐云武，
申请(专利权)人：武汉格蓝若智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42