一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法及系统包括：采集样本数据，获取绝缘油样本数据中的绝缘油状态数据及绝缘油观测数据；根据绝缘油状态数据利用预置系统状态逻辑建立预置绝缘油检测系统的状态关系参数，根据绝缘油观测数据利用预置系统观测逻辑建立预置绝缘油检测系统的观测关系参数；利用Kalman滤波算法处理状态关系参数及观测关系参数，据以融合处理预置绝缘油检测系统中的各流量计数据，以建立绝缘油取样流量观测关系，据以获取绝缘油流量检测结果；利用预置最小误差逻辑寻找最优观测值权重系数，以检测绝缘油流量检测结果的融合处理准确性，据以获取最优流量检测结果。解决了绝缘油分析检测准确度较差以及智能化较低的技术问题。度较差以及智能化较低的技术问题。度较差以及智能化较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种电气工程分析检测技术，具体涉及一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法及系统。

技术介绍

[0002]绝缘油是电力变压器最主要的绝缘和灭弧介质，通过对绝缘油进行分析检测，可以获得变压器运行状态。绝缘油的定量取样是绝缘油分析检测的关键技术，取样量值与取样流量都会影响到分析检测结果的准确性，因此有必要开发高精度绝缘油取样流量检测方法。现有技术主要集中于变压器绝缘油的取样装置研究。
[0003]申请号为CN201821424578.X的技术专利《一种多功能绝缘油快速取样装置》通过装置结构设计，利用不同阀门间的切换，实现取样管线的快速冲洗与采样。申请号为CN201520000455.3的技术专利《绝缘油在线过滤器的自动流量调节装置》通过分析油中溶解气体总量大小，控制过滤器阀门调节流量。申请号为CN201310216078.2的专利技术专利《一种专用于变压器绝缘油现场取样装置》包括芯塞柱、中心孔套装在芯塞柱上的圆形盖体及与圆形盖体配装的圆形筒体，在所述芯塞柱左端旋装圆柱状芯塞柱手柄，芯塞柱右端固装与圆形筒体内径匹配的芯塞柱头，芯塞柱中部表面固装多条等间距的容量刻度环，在所述圆形盖体顶面上制有贯穿圆形盖体的换气孔，在圆形盖体周边制有方向向右的凹槽裙边，在所述圆形筒体的上侧壁右端制有与圆形筒体内部连通的管道，管道上安装排气排油阀门，在圆形筒体右侧底面制有与圆形筒体内部连通的管道，管道上安装抽油阀门，该专利技术通过结构设计，避免绝缘油与空气接触，实现定量取样。现有技术不涉及绝缘油取样流量的高精度测量。
[0004]综上，现有技术存在绝缘油分析检测准确度较差以及智能化较低的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决绝缘油分析检测准确度较差以及智能化较低的技术问题。
[0006]本专利技术是采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法包括：
[0007]S1、采集获取绝缘油样本数据，获取所述绝缘油样本数据中的绝缘油流量的状态数据与观测数据；
[0008]S2、根据所述绝缘油状态数据利用预置系统状态逻辑建立预置绝缘油流量监测系统的状态关系参数，根据所述绝缘油观测数据利用预置系统观测逻辑建立所述预置绝缘油检测系统的观测关系参数；
[0009]S3、利用Kalman滤波算法处理所述状态关系参数及所述观测关系参数，据以融合处理所述预置绝缘油检测系统中的各流量计数据，以建立绝缘油取样流量观测关系，据以获取绝缘油流量检测结果，所述步骤S3还包括：
[0010]S31、获取所述预置绝缘油检测系统的预设时刻输出流量及所述预置时刻的下一时刻输出流量预测值，据以进行状态预测；
[0011]S32、处理所述预设时刻输出流量，据以获取所述输出流量预测值的协方差；
[0012]S33、处理所述协方差，据以更新所述预置绝缘油检测系统的误差增益；
[0013]S34、处理所述误差增益及所述协方差，据以获取所述预设时刻的绝缘油输出流量估计值；
[0014]S35、利用所述Kalman滤波算法迭代处理各个时刻的所述绝缘油输出流量估计值，以融合各所述流量计的所述绝缘油流量检测结果；
[0015]S4、利用预置最小误差逻辑寻找最优观测值权重系数，以检测所述绝缘油流量检测结果的融合处理准确性，据以获取最优流量检测结果。
[0016]本专利技术通过建立流量检测系统的状态关系参数及观测关系参数及状态方程及观测方程，供利用Kalman滤波算法处理，实现双流量计的数据融合，以观测绝缘油取样流量，并利用最小误差准则通过寻找最优的流量观测值权值系数，提升了绝缘油检测性能，同时提高了绝缘油检测的结果准确率，实现绝缘油取样流量高精度测量，为变压器绝缘油定量取样与分析提供技术基础。
[0017]在更具体的技术方案中，所述步骤S1包括：
[0018]S11、从所述绝缘油样本数据中获取绝缘油取样量值及绝缘油取样流量；
[0019]S12、根据所述绝缘油取样量值及所述绝缘油取样流量获取所述绝缘油状态数据及所述绝缘油观测数据。
[0020]在更具体的技术方案中，所述步骤S2包括：
[0021]S21、以不少于2个的所述流量计检测绝缘油取样流量，其中，所述流量计包括第一流量计A及第二流量计B，u(k)与z(k)分别表示所述第一流量计A与所述第二流量计B的流量测量结果；
[0022]S22、以所述预置绝缘油检测系统根据所述绝缘油取样流量确定状态转移矩阵F(k)、控制输入矩阵B(k)、第一流量计A观测矩阵G(k)及第二流量计B观测矩阵H(k)，其中，取F(k)＝ω，B(k)＝1
‑
ω，取G(k)＝H(k)＝1；
[0023]S23、利用所述预置系统状态逻辑处理所述状态转移矩阵F(k)、所述控制输入矩阵B(k)、所述第一流量计A观测矩阵G(k)、所述第二流量计B观测矩阵H(k)、所述第一流量计A与所述第二流量计B的流量测量结果，据以建立所述状态关系参数，其中，所述状态关系参数为状态方程，所述观测关系参数为观测方程：
[0024]x(k)＝F(k)x(k
‑
1)+B(k)u(k)
[0025]u(k)＝G(k)x(k)+w(k)
[0026]，其中，权重系数ω表示所述第一流量计A的测量值对输出的影响程度，w(k)和v(k)是观测噪声。
[0027]在更具体的技术方案中，所述步骤S31包括：
[0028]S311、预设时刻k
‑
1的所述流量检测系统的所述预设时刻输出流量以及时刻k的所述下一时刻输出流量预测值；
[0029]S312、以下述逻辑处理所述预设时刻输出流量及所述下一时刻输出流量预测值，据以进行状态预测：
[0030][0031]，其中，u(k
‑
1)为所述第一流量计A在k
‑
1时刻的流量检测结果、B(k
‑
1)为k
‑
1时刻的控制输入矩阵。
[0032]在更具体的技术方案中，所述步骤S32中，以下述逻辑进行协方差预测，据以得到所述协方差：
[0033]z(k|k
‑
1)＝F(k)P(k
‑
1|k
‑
1)F
T
(k)+Q(k)；
[0034]，其中，k表示当前时刻。
[0035]在更具体的技术方案中，所述步骤S33中，以下述逻辑处理所述协方差，以将所述误差增益更新为：
[0036]K(k)＝P(k|k
‑
1)H
T
(k)[H(k)P(k|k
‑
1)H
T
(k)+R(k)]‑1。
[0037]本专利技术通过计算绝缘油流量数据的协方差，并通过处理绝缘油流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法，其特征在于，所述方法包括：S1、采集获取绝缘油样本数据，获取所述绝缘油样本数据中的绝缘油流量的状态数据与观测数据；S2、根据所述绝缘油状态数据利用预置系统状态逻辑建立预置绝缘油流量监测系统的状态关系参数，根据所述绝缘油观测数据利用预置系统观测逻辑建立所述预置绝缘油检测系统的观测关系参数；S3、利用Kalman滤波算法处理所述状态关系参数及所述观测关系参数，据以融合处理所述预置绝缘油检测系统中的各流量计数据，以建立绝缘油取样流量观测关系，据以获取绝缘油流量检测结果，所述步骤S3还包括：S31、获取所述预置绝缘油检测系统的预设时刻输出流量及所述预置时刻的下一时刻输出流量预测值，据以进行状态预测；S32、处理所述预设时刻输出流量，据以获取所述输出流量预测值的协方差；S33、处理所述协方差，据以更新所述预置绝缘油检测系统的误差增益；S34、处理所述误差增益及所述协方差，据以获取所述预设时刻的绝缘油输出流量估计值；S35、利用所述Kalman滤波算法迭代处理各个时刻的所述绝缘油输出流量估计值，以融合各所述流量计的所述绝缘油流量检测结果；S4、利用预置最小误差逻辑寻找最优观测值权重系数，以检测所述绝缘油流量检测结果的融合处理准确性，据以获取最优流量检测结果。2.根据权利要求1所述的一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、从所述绝缘油样本数据中获取绝缘油取样量值及绝缘油取样流量；S12、根据所述绝缘油取样量值及所述绝缘油取样流量获取所述绝缘油状态数据及所述绝缘油观测数据。3.根据权利要求1所述的一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21、以不少于2个的所述流量计检测绝缘油取样流量，其中，所述流量计包括第一流量计A及第二流量计B，u(k)与z(k)分别表示所述第一流量计A与所述第二流量计B的流量测量结果；S22、以所述预置绝缘油检测系统根据所述绝缘油取样流量确定状态转移矩阵F(k)、控制输入矩阵B(k)、第一流量计A观测矩阵G(k)及第二流量计B观测矩阵H(k)，其中，取F(k)＝ω，B(k)＝1
‑
ω，取G(k)＝H(k)＝1；S23、利用所述预置系统状态逻辑处理所述状态转移矩阵F(k)、所述控制输入矩阵B(k)、所述第一流量计A观测矩阵G(k)、所述第二流量计B观测矩阵H(k)、所述第一流量计A与所述第二流量计B的流量测量结果，据以建立所述状态关系参数，其中，所述状态关系参数为状态方程，所述观测关系参数为观测方程：x(k)＝F(k)x(k
‑
1)+B(k)u(k)u(k)＝G(k)x(k)+w(k)，其中，权重系数ω表示所述第一流量计A的测量值对输出的影响程度，w(k)和v(k)是观
测噪声。4.根据权利要求1所述的一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法，其特征在于，所述步骤S31包括：S311、预设时刻k
‑
1的所述流量检测系统的所述预设时刻输出流量以及时刻k的所述下一时刻输出流量预测值；S312、以下述逻辑处理所述预设时刻输出流量及所述下一时刻输出流量预测值，据以进行状态预测：，其中，u(k
‑
1)为所述第一流量计A在k
‑
1时刻的流量检测结果、B(k
‑
1)为k
‑
1时刻的控制输入矩阵。5.根据权利要求1所述的一种基于Kalman滤波的绝缘油取样流量检测方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：董王朝，赵跃，马凤翔，朱峰，刘伟，宋玉梅，朱姗，曹骏，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：