一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法技术

本发明专利技术涉及电力设备技术领域，且公开了一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法


[0001]本专利技术涉及电力设备
，具体为一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法
。

技术介绍

[0002]电力变压器是电网最重要与最关键的电力设备之一，负责升降电压和分配电能，其稳定运行和健康状态直接关系到电网的安全性
。
电力变压器发生严重故障会直接影响居民生活，造成严重经济损失
。
因此，对电力变压器进行状态评估，能及时发现安全隐患，为变压器维护提供依据，确保电网的安全稳定运行
。
[0003]变压器结构复杂，配件繁多，导致与变压器运行状态相关的指标之间的关系错综复杂
。
所以状态评估的首要问题是如何选择合适的状态指标构建分层评估体系
。Malabanan
等基于
DGA
技术选取其中的特征气体作为其状态评估的指标
。
宋人杰等基于变压器的不同故障类型，构建了综合指标体系
。
首先，选择了变压器故障集以及相关的初始指标
。
然后，使用层次灰色关联分析法来筛选关键指标，以动态评估指标的变化
。
最后，引入了支持度概念来验证指标的合理性，形成了一个完整的状态指标体系
。
当前国内外研究人员构建的状态指标体系各有特点，但没有形成统一的体系
。
[0004]在变压器进行状态评估的过程中，为反映其健康状态需综合考虑不同状态指标之间的关联性，因此评估存在一定的模糊性和不确定性
。
因此变压器状态评估是一个综合评判过程，如何处理评估过程中信息的不确定性是状态评价方法选取的关键
。
[0005]指标权重的确定是综合评判的前提，权重的合理程度对于评判结果是否可靠有重要的影响
。
主观赋权法确定权重主要受到专家经验的制约，专家意见的一致性和权威性值得进一步的探讨
。
客观赋权法通过对实际数据进行分析，因数据质量和数量的原因，造成所定权重系数与实际差距较大，无法反映不同状态指标的重要程度
。
王楠等基于层次分析法，结合聚类分析，通过加权平均得到指标的综合权重，同时考虑了原有判断矩阵和各个专家意见
。
熊卫红等使用熵权法确定油中气体指标的权重系数
,
结合云模型隶属度
,
对变压器的健康状态进行评估
。
[0006]如今多种方法被用于综合评判，如模糊综合评判
、
云理论和
D
‑
S
证据理论等
。
现有研究人员运用云理论对变压器绝缘等级的模糊性问题，提出一种改进的可拓云理论
。
依据相关数据集与云模型计算关联度，构建指标体系，
[0007]除了以上方法外，一些机器学习的方法如支持向量机
、
人工神经网络等也被许多人用于研究变压器状态评估，挖掘状态指标与变压器健康状态的非线性映射关系
。
但诸如此类的机器学习方法对于数据质量的要求较高，而变压器在线监测的数据质量不高，正常状态数据量庞大并且异常状态数据量稀少，导致数据极其不平衡
。
因此现阶段机器学习方法对于做到全面准确的状态评估仍有一定的困难
。
[0008]现有方法中还没有形成比较统一的变压器状态评估体系
。
目前诸多的评估方法主要受到专家经验的制约，专家意见的一致性和权威性值得进一步的探讨
。
同时因机器学习
方法对于数据质量和数量要求较高，而变压器在线监测的数据质量不高，正常状态数据量庞大并且异常状态数据量稀少，导致数据极其不平衡，所以做到全面准确的状态评估仍有一定的困难
。
[0009]针对以上情况，本专利技术依据变压器的各项故障以及各项试验，构建一种层次分明的变压器整体状态评估指标体系
。
同时设计一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法，更加合理有效的对变压器状态进行评估
。

技术实现思路

[0010](
一
)
解决的技术问题
[0011]本专利技术的目的是依据变压器的各种故障以及各项试验，选取与变压器状态最相关的状态指标，提出一种层次分明且更加合理全面的变压器状态评估体系
。
同时将证据理论进行改进，解决经典证据理论无法克服高冲突证据融合问题，经过改进证据理论融合后得到的变压器状态隶属度值更加集中，结果更加可靠
。
[0012](
二
)
技术方案
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0014]一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法，具体步骤如下：
[0015](1)
针对变压器各项故障以及各项试验，选取合理的变压器状态指标，并依据电力变压器状态评估原则，构建所需的各层状态指标体系和最终的变压器整体状态评价指标体系；
[0016](2)
对各状态数据进行分析处理，将定量指标，归一化处理，以便融合计算；将定性指标，转化为直观的数据后再进行融合评估；
[0017](3)
通过综合赋权法对各指标权重进行赋值，并计算其隶属度，得到基本概率分配矩阵；
[0018](4)
基于
Lance
距离和邓熵对证据理论进行改进，并对基本概率分配矩阵进行修正；
[0019](5)
最后基于改进证据理论融合后的结果，依据最大隶属度原则，得到变压器状态评估的最终结果
。
[0020]优选的，所述变压器状态评估体系分为设备层
、
部件层
、
项目层和指标层；设备层为变压器，部件层分为变压器本体
、
变压器套管
、
其他附件；项目层包含变压器本体的
DGA、
油试验和电气试验，变压器套管的热性能异常和绝缘性能异常，其他附件的分接开关
、
冷却器和非电量保护装置；指标层为与各项目层相关的状态指标
。
[0021]优选的，所述电力变压器的定量状态指标可以划分为正劣化指标和负劣化指标；正劣化指标指当变压器状态量的状况越差，状态指标数值越高；负劣化指标则相反；各指标的量化标准不同，采用相对劣化度对这些指标进行表征，取值范围为
[0
，
1]，取值越接近0，状态越好，取值越接近1，状态越差；对于定性指标，为将其转化为可度量的数据，依据相关的规程导则和现场的实际情况，对这三个部件进行打分采用专家打分
。
[0022]优选的，所述变压器的状态等级划分为正常
、
注意
、
异常
、
严重四个等级
。
[0023]优选的，所述权重计算方法，根据层次分析法计算指标的主观权重，首先构建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法，其特征在于：具体步骤如下：
S1
：针对变压器各项故障以及各项试验，选取合理的变压器状态指标，并依据电力变压器状态评估原则，构建所需的各层状态指标体系和最终的变压器整体状态评价指标体系；
S2
：对各状态数据进行分析处理，将定量指标，归一化处理，以便融合计算；将定性指标，转化为直观的数据后再进行融合评估；
S3
：通过综合赋权法对各指标权重进行赋值，并计算其隶属度，得到基本概率分配矩阵；
S4
：基于
Lance
距离和邓熵对证据理论进行改进，并对基本概率分配矩阵进行修正；
S5
：最后基于改进证据理论融合后的结果，依据最大隶属度原则，得到变压器状态评估的最终结果
。2.
根据权利要求1所述的一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法，其特征在于：所述变压器状态评估体系分为设备层
、
部件层
、
项目层和指标层；设备层为变压器，部件层分为变压器本体
、
变压器套管
、
其他附件；项目层包含变压器本体的
DGA、
油试验和电气试验，变压器套管的热性能异常和绝缘性能异常，其他附件的分接开关
、
冷却器和非电量保护装置；指标层为与各项目层相关的状态指标
。3.
根据权利要求1所述的一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法，其特征在于：所述电力变压器的定量状态指标可以划分为正劣化指标和负劣化指标；正劣化指标指当变压器状态量的状况越差，状态指标数值越高；负劣化指标则相反；各指标的量化标准不同，采用相对劣化度对这些指标进行表征，取值范围为
[0
，
1]
，取值越接近0，状态越好，取值越接近1，状态越差；对于定性指标，为将其转化为可度量的数据，依据相关的规程导则和现场的实际情况，对这三个部件进行打分采用专家打分
。4.
根据权利要求1所述的一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法，其特征在于：所述变压器的状态等级划分为正常
、
注意
、
异常
、
严重四个等级
。5.
根据权利要求1所述的一种基于改进证据理论的变压器状态评估方法，其特征在于：所述权重计算方法，根据层次分析法计算指标的主观权重，首先构建判别矩阵然后计算近似权重最后进行一致性检验当
CR
＜
0.1
时，一致性检验合格；同时根据熵权法计算指标的客观权重，首先计算第
i
项指标下第
j
个样本值的比重其次计算
i
项指标的熵值最后计算各项指标的权重最后计算各项指标的权重最终采用主客观权重结合的方法来计算最终权重
γ

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞洋，沈永峰，杨钊灿，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：