[发明专利]基于系统延迟阶数估计的电力变压器绕组状态评估方法

权利要求书

1.一种基于改进型系统延迟阶数估计的电力变压器绕组状态评估方法，包括如下步骤：

(1)在电力变压器油箱表面对应绕组位置分散地布置多个振动传感器，记录电力变压器在低电压负载运行条件下各振动传感器的振动信号，并同步采集电力变压器的一次侧电流；

(2)对所述振动信号以及电流信号进行预处理，其中包括对电流信号的去磁滞化处理；

(3)对于任一振动传感器，通过构建电流与绕组振动的关系模型，并根据该振动传感器预处理后的振动信号以及电流信号估算出模型的延迟阶数n作为系统特性的特征量，n＝N_a+N_b，N_a和N_b分别为系统输出和输入的实际线性延迟阶数，N_a和N_b均为自然数；进而依据n、N_a和N_b判断基于该振动传感器数据情况下电力变压器绕组的机械结构状态；

估算模型延迟阶数n的具体过程如下：

3.1根据以下公式计算延迟阶数为n情况下关系模型中所有采样点组合的Lipschitz系数：

其中：l_ij⁽ⁿ⁾表示延迟阶数为n情况下关系模型中第i采样点与第j采样点组合的Lipschitz系数，i和j均为采样点序号；当n为偶数时，γ₁(i)～γ_n(i)对应等于y(i-1),x(i-1),y(i-2),x(i-2),...,y(i-N_a),x(i-N_b)，γ₁(j)～γ_n(j)对应等于y(j-1),x(j-1),y(j-2),x(j-2),...,y(j-N_a),x(j-N_b)；当n为奇数时，γ₁(i)～γ_n(i)对应等于y(i-1),x(i-1),y(i-2),x(i-2),...,y(i-N_b),x(i-N_b),y(i-N_a)，γ₁(j)～γ_n(j)对应等于y(j-1),x(j-1),y(j-2),x(j-2),...,y(j-N_b),x(j-N_b),y(j-N_a)；y(i)和y(j)分别为振动传感器预处理后的振动信号中对应第i采样点和第j采样点的信号值，y(i-1)和y(j-1)分别为振动传感器预处理后的振动信号中对应第i-1采样点和第j-1采样点的信号值，y(i-2)和y(j-2)分别为振动传感器预处理后的振动信号中对应第i-2采样点和第j-2采样点的信号值，y(i-N_a)和y(j-N_a)分别为振动传感器预处理后的振动信号中对应第i-N_a采样点和第j-N_a采样点的信号值，y(i-N_b)和y(j-N_b)分别为振动传感器预处理后的振动信号中对应第i-N_b采样点和第j-N_b采样点的信号值，x(i-1)和x(j-1)分别为处理后的电流信号中对应第i-1采样点和第j-1采样点的信号值，x(i-2)和x(j-2)分别为处理后的电流信号中对应第i-2采样点和第j-2采样点的信号值，x(i-N_b)和x(j-N_b)分别为处理后的电流信号中对应第i-N_b采样点和第j-N_b采样点的信号值；

3.2将步骤3.1中计算得到的所有Lipschitz系数从大到小排序并截取前m个Lipschitz系数，进而根据以下公式计算延迟阶数为n情况下关系模型的Lipschitz平均系数：

其中：l⁽ⁿ⁾表示延迟阶数为n情况下关系模型的Lipschitz平均系数，l⁽ⁿ⁾(z)为从大到小排序后的第z个Lipschitz系数，m通常取0.01N_set，N_set为采样点总数；

3.3初始化延迟阶数n＝2且N_a＝N_b＝1；

3.4使N_a累加上1，然后根据步骤3.1～3.2计算n＝N_a+N_b和n＝N_a-1+N_b情况下对应的Lipschitz平均系数l^(Na+Nb)和l^(Na-1+Nb)并进行以下判断：

若l^(Na+Nb)-l^(Na-1+Nb)≤ε×l^(Na-1+Nb)且N_b未确定，则确定N_a为本次累加前的值并执行步骤3.5；

若l^(Na+Nb)-l^(Na-1+Nb)≤ε×l^(Na-1+Nb)且N_b已确定，则确定N_a为本次累加前的值并使确定的N_a和N_b相加即为延迟阶数n；

若l^(Na+Nb)-l^(Na-1+Nb)＞ε×l^(Na-1+Nb)且N_b未确定，则执行步骤3.5；

若l^(Na+Nb)-l^(Na-1+Nb)＞ε×l^(Na-1+Nb)且N_b已确定，则反复执行步骤3.4直至N_a确定并使确定的N_a和N_b相加即为延迟阶数n；

3.5使N_b累加上1，然后根据步骤3.1～3.2计算n＝N_a+N_b和n＝N_a+N_b-1情况下对应的Lipschitz平均系数l^(Na+Nb)和l^(Na+Nb-1)并进行以下判断：

若l^(Na+Nb)-l^(Na+Nb-1)≤ε×l^(Na+Nb-1)且N_a未确定，则确定N_b为本次累加前的值并返回执行步骤3.4；

若l^(Na+Nb)-l^(Na+Nb-1)≤ε×l^(Na+Nb-1)且N_a已确定，则确定N_b为本次累加前的值并使确定的N_a和N_b相加即为延迟阶数n；

若l^(Na+Nb)-l^(Na+Nb-1)＞ε×l^(Na+Nb-1)且N_a未确定，则返回执行步骤3.4；

若l^(Na+Nb)-l^(Na+Nb-1)＞ε×l^(Na+Nb-1)且N_a已确定，则反复执行步骤3.5直至N_b确定并使确定的N_a和N_b相加即为延迟阶数n；

其中：ε为收敛系数；

(4)根据步骤(3)遍历所有振动传感器，当基于一定比例的振动传感器判断出绕组机械结构状态为正常，则最终判定电力变压器绕组正常，否则判定电力变压器绕组异常。