[发明专利]一种基于信息融合的有载分接开关状态监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于信息融合的有载分接开关状态监测方法及系统，属于电力技术领域，包括：获取待测运行状态下的有载分接开关的有效振动信号；采用相空间重构技术获取有效振动信号在相空间内的相点分布轨迹及矢量化相点分布系数；利用矢量化相点分布系数及多维高斯型隶属函数，求取待测运行状态与各模糊集对应的隶属度；选取最大隶属度对应的运行状态为待测运行状态；本发明通过各运行状态下的矢量化相点分布系数作为各运行状态的特征信息库，建立可同时对多路通道的特征值进行处理的三维高斯型模糊集隶属函数，能够有效识别出正常状态和多种故障状态，与基于单通道的现有监测方法相比，信息利用率高，抗干扰能力强，特别是识别率大幅提升。

技术领域

本发明属于电力技术领域，更具体地，涉及一种基于信息融合的有载分接开关状态监测方法及系统。

背景技术

随着电力工业的快速发展，对重要电力设备开展状态监测和智能化管理成为必然趋势。有载分接开关是有载调压变压器的关键部件，它通过切换动作调节线圈匝数改变变压器变比，从而避免系统电压水平的大幅度波动，保证系统安全可靠运行。有载分接开关的关键作用使得有载调压变压器成为电力系统中用以稳定负荷中心电压、调节有功和无功潮流、增强电网灵活性的重要输配电设备。因此，采用必要手段对有载分接开关运行状态进行监测并及时检修，可极力避免有载分接开关故障对电网安全、经济运行的负面影响，具有十分重要的现实意义。

中国专利CN201611014853.6中公开了一种基于多参量的有载分接开关故障监测方法，该方法对有载分接开关振动信号进行分析，利用相空间重构技术，计算相点平均几何距离求取分布系数，并通过单通道下的模糊集隶属函数，实现有载分接开关故障种类的识别；中国专利CN201210525518.8公布了一种变压器有载分接开关运行状态的在线监测方法，该方法采集有载分接开关的振动信号，并对振动信号进行相空间重构，通过计算其相空间内相点的密度分布曲线，判断有载分接开关状态是否异常；上述有载分接开关的监测方法多是利用振动信号的混沌特性，对单路通道的振动信号进行相空间重构处理，没有考虑多路信号的信息互补性；在求取重构相空间内相点分布系数时，未考虑相点分布的矢量特性，但往往不同振动信号的相点在不同方向上的分布具有较大差异。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于信息融合的有载分接开关状态监测方法及系统，旨在解决现有的有载分接开关状态监测方法因采用单一通道分析，导致获取开关设备信息不完整，使得有载分接开关状态识别性较差的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种基于信息融合的有载分接开关状态监测方法，包括：

(1)将待测运行状态下的有载分接开关的多路振动信号进行有效提取，获取待测运行状态下的有载分接开关的有效振动信号；

(2)采用相空间重构技术获取有载分接开关的有效振动信号在相空间内的相点分布轨迹；

(3)利用相点分布轨迹，获取待测运行状态下的矢量化相点分布系数；

(4)利用矢量化相点分布系数以及多维高斯型隶属函数，求取待测运行状态与各模糊集对应的隶属度；

(5)选取最大隶属度对应的运行状态为待测运行状态。

优选地，多维高斯型隶属函数为三维高斯型隶属函数；

优选地，隶属度表的获取方法为：

(a)采用相空间重构技术获取训练集中各运行状态下有载分接开关的有效振动信号在相空间内的相点分布轨迹；

(b)根据相点分布轨迹，求取训练集中各运行状态下的矢量化相点分布系数作为各运行状态的特征信息库；

(c)基于模糊理论，利用各个状态的特征信息库，建立各个状态对应的模糊集；

(d)基于信息融合技术和各个状态对应的模糊集，建立各模糊集的三维高斯型隶属函数；