【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换流变阀侧套管绝缘状态监测，尤其涉及多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法及系统。
技术介绍
1、换流变阀侧套管与换流阀组直连，其承受电压为交直流复合电压还受到极性反转、操作过电压、谐波等特殊工况影响，容易产生劣化并无外部电压测量装置，常规监测技术不适用于阀侧套管，存在以下技术难题:末屏微电流准确提取难，涉及强磁场干扰、末屏分压器改造可靠性等问题，现场实施难度大；分析算法复杂， 在交、直复合电压、频率波动、谐波干扰等复杂运行条件下准确计算套管基波介损因数、电容量等状态参量难度大；无固定的参考基准，不同位置阀侧套管承受电压各不相同，且无外部参考信号绝缘状态评判无参考基准，故障预警难度大。
2、整体来讲，换流变阀侧套管绝缘状态在线监测技术仍处于空白状态，无准确有效的绝缘状态监测装置。
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术提供了多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，能够解决传统的换流变阀侧套管绝缘状态在线监测技术无法准确有效的进行绝缘状态监测的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，包括：
4、通过数据聚类自动建立多级参考标准，并进行数据采集与实时对比；对采集到的数据进行特征提取，并将提取到的特征与多级参考标准进行匹配；引入深度学习模型进行预测与校准，获得初步绝缘状态判断结果；建立动态调整与反馈机制，进
5、作为本专利技术所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法的一种优选方案，其中：所述数据聚类包括，使用无监督学习方法对历史数据进行聚类，对数据聚类结果进行分析，数据聚类将历史数据分为不同的簇，通过每个簇的数学模型确认每个簇的特征和属性，并匹配对应的绝缘状态级别。
6、作为本专利技术所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法的一种优选方案，其中：所述数据聚类包括，对簇进行特征分析，具体如下：
7、
8、
9、其中，为簇的特征值，为簇标号，为数据点，i为簇中对应的数据点标号，为引进的影响因子，为簇中数据点数量；
10、当≤1时，判定当前簇特征分析贡献值较小，予以排除，将所属簇定义为二类数据簇，同时标记簇的特征分析结果；
11、当＞1时，判定簇特征分析贡献值满足标准，定义为一类数据簇，对所属簇依次进行标记，分别标记为，并将1、2……t进行一一比对，得到m个特征分析比对结果，再从比对结果挑选出4个差值区间大于1的，将所属一类数据簇标记为特类数据簇，并以每簇的所属区间作为特征范围区间。
12、作为本专利技术所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法的一种优选方案，其中：所述建立多级参考标包括，对二类数据簇依据从小到大的顺序进行排序，筛选出4个与所述特征分析比对结果数值相近或数据趋同的簇定义所属簇为比对中心簇，将4个比对中心簇按簇中心数值从小到大分别设为正常绝缘状态、轻微老化状态、中度老化状态以及重度老化状态，同时将所述中心数值设为多级参考标准及其标参。
13、作为本专利技术所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法的一种优选方案，其中：所述特征提取包括，将系统采集的电压、电流及温度信号进行消噪除杂处理，将信号导入短时傅里叶变换模型，由短时傅里叶变换模型输出提取信号的瞬时频率、瞬时幅度作为时频分析的瞬时特征，再将瞬时特征进行归一化处理，确保各瞬时特征在同一尺度上；依据瞬时特征确定套管的绝缘状态特性是否存在振幅变化异常或其他异常；当振幅幅值超过平均振幅的1.2倍时，判定套管的绝缘状态特性分析出现振幅异常；当套管的绝缘状态特性未出现振幅异常情况但经检查发现数据源存在其他异常，则重新采集数据源数据，重复特征提取步骤，获取新的套管的绝缘状态特性结果；当套管的绝缘状态特性出现振幅异常情况，需立即追溯数据源，检查数据源是否存在其他异常；所述其他异常包括数据丢失、大面积数据折叠以及历史数据反复覆盖情况；若不存在其他异常，则判定套管的绝缘状态特性发生不可逆变化，将套管的绝缘状态特性与多级参考标准进行比对，确定当前的绝缘状态级别，重新进行套管的绝缘状态特性的分析判断，并比对绝缘状态级别，若级别判断结果不变，则将套管的绝缘状态特性分析结果正常输出；若检查发现存在其他异常，则直接丢弃套管的绝缘状态特性分析结果，重新采集数据源数据，重复特征提取步骤，获取新的套管的绝缘状态特性结果；若套管的绝缘状态特性不存在振幅异常或其他异常情况，则将绝缘状态级别的判定以套管的绝缘状态特性分析结果为基准进行校准，优化所有绝缘状态级别的标定参数以及绝缘状态级别对应的特征范围区间；所述绝缘状态级别对应的特征范围区间的优化通过与中心簇的簇中心进行校准实现，若特征范围区间与中心簇的数值差异值在既定的范围内，则更改整个特征范围区间；若特征范围区间与中心簇的数值差异值不在既定的范围内，则重新计算特征范围区间。
14、作为本专利技术所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法的一种优选方案，其中：所述预测与校准包括，依据由短时傅里叶变换模型输出的瞬时特征，将瞬时特征进行频率成分、能量分布的分类，用向量表示：
15、；
16、训练模型具体如下：
17、
18、其中，表示绝缘状态是正类别的概率，是瞬时特征，是特征参数；通过训练数据来估计，使模型最优地拟合数据；
19、正类别的概率通过如下公式计算：
20、
21、其中，概率p表示绝缘状态为正类别的可能性，所述正类别是指绝缘状态级别为正常绝缘状态、轻微老化状态；若p大于或等于0.5，则模型将预测为正类别，即绝缘状态级别为正常绝缘状态或轻微老化状态；否则，预测为负类别，所述负类别是指绝缘状态级别为中度老化状态或重度老化状态。
22、作为本专利技术所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法的一种优选方案，其中：所述动态调整包括，在多级参考标准的基础上，使用线性校准模型对预测结果进行动态调整，同时通过系统反馈机制对监测模块进行正负反馈的输送，当主系统收到负反馈时，发送示警信号进行实时告警；所述负反馈包括绝缘状态级别中的中度老化状态以及重度老化状态信号。
23、本专利技术的另外一个目的是提供多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测系统，其能通过实现多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，解决现有技术中绝缘状态监测系统无法实现准确有效识别绝缘状态的问题。
24、作为本专利技术所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测系统的一种优选方案，其中：所述系统包括，主系统、主控逻辑单元、算法模块、比对分析模块、信息传输单元、信息采集单元以及告警单元；所述主系统负责调控信息传输、模块计算、操作指令的收发以及告警响应；所述主控逻辑单元包括主系统逻辑模块、算法逻辑模块以及操作逻辑模块；所述主系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述数据聚类包括，使用无监督学习方法对历史数据进行聚类，对数据聚类结果进行分析，数据聚类将历史数据分为不同的簇，通过每个簇的数学模型确认每个簇的特征和属性，并匹配对应的绝缘状态级别。
3.如权利要求2所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述数据聚类包括，对簇进行特征分析，具体如下：
4.如权利要求3所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述建立多级参考标包括，对二类数据簇依据从小到大的顺序进行排序，筛选出4个与所述特征分析比对结果数值相近或数据趋同的簇定义所属簇为比对中心簇，将4个比对中心簇按簇中心数值从小到大分别设为正常绝缘状态、轻微老化状态、中度老化状态以及重度老化状态，同时将所述中心数值设为多级参考标准及其标参。
5.如权利要求4所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述特征提取包括，将系统采集的电压
6.如权利要求5所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述预测与校准包括，依据由短时傅里叶变换模型输出的瞬时特征，将瞬时特征进行频率成分、能量分布的分类，用向量表示；
7.如权利要求6所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述动态调整包括，在多级参考标准的基础上，使用线性校准模型对预测结果进行动态调整，同时通过系统反馈机制对监测模块进行正负反馈的输送，当主系统收到负反馈时，发送示警信号进行实时告警；所述负反馈包括绝缘状态级别中的中度老化状态以及重度老化状态信号。
8.一种采用如权利要求1~7任一所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法的系统，其特征在于：所述系统包括，主系统、主控逻辑单元、算法模块、比对分析模块、信息传输单元、信息采集单元以及告警单元；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述数据聚类包括，使用无监督学习方法对历史数据进行聚类，对数据聚类结果进行分析，数据聚类将历史数据分为不同的簇，通过每个簇的数学模型确认每个簇的特征和属性，并匹配对应的绝缘状态级别。
3.如权利要求2所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述数据聚类包括，对簇进行特征分析，具体如下：
4.如权利要求3所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述建立多级参考标包括，对二类数据簇依据从小到大的顺序进行排序，筛选出4个与所述特征分析比对结果数值相近或数据趋同的簇定义所属簇为比对中心簇，将4个比对中心簇按簇中心数值从小到大分别设为正常绝缘状态、轻微老化状态、中度老化状态以及重度老化状态，同时将所述中心数值设为多级参考标准及其标参。
5.如权利要求4所述的多级参考基准的换流变阀侧套管绝缘状态监测方法，其特征在于：所述特征提取包括，将系统采集的电压、电流及温度信号进行消噪除杂处理，将信号导入短时傅里叶变换模型，由短时傅里叶变换模型输出提取信号的瞬时频率、瞬时幅度作为时频分析的瞬时特征，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张锦程，杨恒思，路剑飞，
申请(专利权)人：南京中鑫智电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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