[发明专利]基于数据融合的特高压GIS运行状态综合诊断方法和系统

说明书

本发明公开了基于数据融合的特高压GIS运行状态综合诊断方法和系统，其特征在于，包括获取各部分传感器的现场采集数据，经过滤波处理后，提取特征参数。应用可拓分析理论，构造评估特征参数的关联函数，以及关联函数值与评价目标的正态云隶属度函数，并计算得出评价指标对正常、注意、异常、严重四个运行状态的隶属度值。应用突变理论进行两层递归突变级数运算及评判，得到总突变隶属度值矩阵。应用D‑S证据理论对各证据的总突变隶属度矩阵进行融合，综合诊断GIS的运行状态。本发明可以实现特高压GIS开关设备运行状态在线监测和综合诊断，为开关设备的运维和检修提供理论依据和实践支撑。

技术领域

本发明属于特高压GIS开关设备在线监测与状态诊断领域，特别涉及基于数据融合的特高压GIS运行状态综合诊断方法和系统。

背景技术

近年来，特高压电网由于输送的电源容量大，以及交直流混合电网的互联，各区域电网之间的联系越来越紧密。这对电力设备，特别是开关类的设备提出更高的要求，要求其在响应电网操作要求的时候，具有稳定性、可靠性，以达到维持电网安全稳定运行的目的。特高压GIS开关设备是特高压电网控制和保护的重要核心设备，当电网发生短路故障时，能够顺利的切除短路故障，保证系统的安全与稳定运行；当电网要求开关进行正常的负载开合时，能够可靠地操作，完成电网运行结构的切换。综上所述，特高压GIS开关设备对电网的运行极其重要，常规的开关设备是定期进行检修和维护，缺点是需要停电检修，而且不能及时发现运行中存在的潜在风险。因此，急需掌握GIS开关设备的运行状态和潜在的风险，并合理安排检修，确保开关设备运行在安全可靠的状态，保证其开断性能，降低由于电网故障情况下断路器开断失败的概率。

发明内容

为解决现有中特高压GIS开关的设备的状态诊断复杂的问题，本发明的目的是提供基于数据融合的特高压GIS运行状态综合诊断方法和系统，特高压GIS开关设备运行状态评估方法，通过多传感器数据特征量提取、关联函数及隶属度函数构造、递归突变级数运算及评判、D-S证据理论数据融合，可以实现特高压GIS开关设备运行状态综合评估。

本发明所采用的技术方案是：

基于数据融合的特高压GIS运行状态综合诊断方法，包括：

获取电气特性、绝缘状态、机械特性、温升各部分传感器的现场采集数据，提取特征参数；

构造评估特征参数的可拓分析关联函数，以及关联函数值与评价目标的正态云隶属度函数，并计算得出评价指标对正常、注意、异常、严重四个运行状态的隶属度值；

应用突变理论进行两层递归突变级数运算及评判，得到电气特性、绝缘状态、机械特性、温升的总突变隶属度值矩阵；

应用D-S证据理论数据融合方法，对电气特性、绝缘状态、机械特性、温升各证据的总突变隶属度矩阵进行融合，综合诊断GIS的运行状态。

作为本发明的进一步改进，所述电气特性包括：短路开断辐射电磁波信号、线圈电流信号、操作电压信号；

所述绝缘状态包括：特高频局部放电信号、超声波信号；

所述机械特性包括：振动信号、行程曲线信号；

所述温升包括红外图谱数据；

单个传感器的n个特征参数向量[x₁,x₂,L,x_n]，确定各特征参数的分布区间X＝[A,B]，以及在良好运行状态下的区间X₀＝[a,b]，并构造可拓分析关联函数k(x)，确定并求得关联函数值向量[k₁,k₂,L,k_n]。

作为本发明的进一步改进，所述可拓分析关联函数为：