[发明专利]一种介电响应扩展德拜模型的优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种介电响应扩展德拜模型的优化方法及系统，所述方法包括以下步骤：构建获得基于介电响应扩展德拜模型的优化目标函数；利用遗传算法对介电响应扩展德拜模型进行参数求解，获得粗略解；将所述粗略解作为初值，利用高斯‑牛顿算法对介电响应扩展德拜模型进行参数优化，获得参数优化后的介电响应扩展德拜模型；基于所述参数优化后的介电响应扩展德拜模型，利用拟合优度确定介电响应扩展德拜模型RC支路数，完成介电响应扩展德拜模型优化。利用本发明方法得到的扩展德拜模型参数精准，能够有效解决现阶段介电响应扩展德拜等效模型匹配精度低、对不同测试对象适用性弱、模型稳定性差等技术难题。

技术领域

本发明属于电气设备绝缘状态评估技术领域，特别涉及一种介电响应扩展德拜模型的优化方法及系统。

背景技术

21世纪以来，各行各业对电能的需求持续增大，推动电力装机容量与电网规模不断扩大。统计分析表明，电网事故50％以上是由输变电设备故障造成的，设备问题居故障原因第一位。油纸复合绝缘因具有良好的绝缘性能和优异的散热性能等优点而广泛应用于电力设备中，这些电力设备的绝缘状况以及健康水平直接关系到电网的安全与稳定运行。

介电响应(Dielectric Response，DR)是一种油纸绝缘设备的无损检测方法，具有测试电压低、现场测试抗干扰性强、获得绝缘信息丰富的优点，广泛应用于油纸绝缘设备绝缘状态的现场检测与评估。

目前，基于介电响应的电力设备绝缘状态评估大多局限于单纯对比测试曲线的定性评估，缺乏被测对象介电响应等效模型，基于介电响应的精确可靠的定量评估仍不成熟。近年来，介电响应的激励电压不再局限于不同频率正弦信号的一次扫频，冲击介电响应等新型介电响应测试方法因更广阔的应用前景得到更多关注，准确的介电响应模型建立是相关研究的基础。

德拜驰豫理论是最为经典且被广泛认可的介电响应理论基础，因油纸绝缘介电响应中包含多种介电驰豫过程，演化出可以同时表征多种介电驰豫过程的扩展德拜模型。因实际被测对象物理结构、介电性质的差异，其对应的扩展德拜模型具有一定差异。现有的德拜模型建立方法大多为基础的最小二乘法曲线拟合方法，求解效率低且无法进行进一步精确优化，无法排除因不同测试对象本身差异对扩展德拜模型参数精度的影响，导致最终得到的扩展德拜模型的精度不高，限制了介电响应的深入研究和广泛应用。

综上，亟需一种新的介电响应扩展德拜模型建立方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介电响应扩展德拜模型的优化方法及系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明提供了一种遗传算法和高斯-牛顿算法相结合的优化方法，并基于此形成了的介电响应扩展德拜模型优化方法；利用本发明方法得到的扩展德拜模型参数精准，能够有效解决现阶段介电响应扩展德拜等效模型匹配精度低、对不同测试对象适用性弱、模型稳定性差等技术难题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种介电响应扩展德拜模型的优化方法，包括以下步骤：

选取介电响应复电容实部和虚部作为优化目标，基于最小二乘法并通过加权法将多目标优化问题转换为单目标优化问题，构建获得基于介电响应扩展德拜模型的优化目标函数；

基于所述优化目标函数，利用遗传算法对介电响应扩展德拜模型进行参数求解，获得粗略解；

基于所述优化目标函数，将所述粗略解作为初值，利用高斯-牛顿算法对介电响应扩展德拜模型进行参数优化，获得参数优化后的介电响应扩展德拜模型；

基于所述参数优化后的介电响应扩展德拜模型，利用拟合优度确定介电响应扩展德拜模型RC支路数，完成介电响应扩展德拜模型优化。