[发明专利]一种变压器故障状态评估方法、系统、介质及设备

说明书

本发明提供一种变压器故障状态评估方法，首先基于变压器故障的关联性特征，建立变压器故障演化网络图。其次，考虑到故障机理复杂性所导致的监测数据不足，采用仿真软件对多元物理场进行耦合仿真分析；同时结合模糊数理论，建立变压器故障演化概率计算模型。最后，引入风险熵表征故障演化的不确定性，给出故障演化路径最大概率表达式并转化为线性规划问题，从而得到不同初始风险因素下变压器故障最大概率演化路径。本设计充分考虑了变压器故障的内在联系，可从整体上对变压器故障状态进行评估。

技术领域

本发明涉及故障状态评估技术领域，尤其涉及一种变压器故障状态评估方法、系统、介质及设备。

背景技术

变压器是电力系统的重要组成部分，随着我国电力系统规模的扩大和复杂性的提高，系统运行的安全性和稳定性面临挑战。因此，选用合理的变压器故障模型进行故障状态分析，对变压器开展故障预防和寿命管理工作具有重要意义。

在现有研究中，变压器的各种故障状态通常被当作独立的评价对象进行研究，未考虑到变压器各故障状态之间的演化和联系，往往大故障是由小故障演化而来，其中的故障演化风险现有研究均未考量。

发明内容

为了使变压器状态评估更符合电网运行的实际情况，需要进一步针对背景技术中提到的问题做出改进。本发明的目的是针对现有变压器状态评估中存在的上述问题，提供一种更加符合电力系统运行机理、具有实际意义的基于多元物理场耦合的变压器故障状态评估方法。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种变压器故障状态评估方法，包括如下步骤：

S1.基于变压器故障的关联性特征，通过复杂系统理论，建立变压器故障演化网络图；

S2.通过建立故障演化概率模型和/或通过模糊数理论获取对应的故障概率；

S3.通过所述对应的故障概率结合所述故障演化网络图，获取不同初始风险因素下变压器最大概率故障演化路径，并对所述变压器故障状态进行评估。

根据本发明提供的变压器故障状态评估方法，通过所述复杂系统理论，表征所述变压器故障的关联性特征的参数包括特征路径长度和聚类系数中的一种或多种；

所述特征路径长度的公式为：

其中，n为网络节点总数，d_ij为网络中两个节点i与j之间的最短距离，L为所述特征路径长度；

所述聚类系数的公式为：

其中，n为网络节点总数，C_i为节点i的局部聚类系数，k_i为与节点i相邻的节点数，e_i为这k_i个节点之间实际存在的边数。

根据本发明提供的变压器故障状态评估方法，通过多物理场仿真软件分析故障情况下的多元物理场，建立所述故障演化概率模型。

根据本发明提供的变压器故障状态评估方法，通过建立故障演化概率模型获取的对应的故障概率包括过热故障概率、短路故障概率和外因故障概率中的一种或多种。

根据本发明提供的变压器故障状态评估方法，所述过热故障概率的公式为：

其中，β_t为形状参数，可通过数据拟合得到，T_t为变压器绝缘的预期寿命时间，T_e为基准热点温度运行下的等效运行时间，P_T0为所述过热故障概率；

所述短路故障概率的公式为：

其中，电流大小I为仿真数据的折算值，f(I)为第一短路故障概率中间值，F(I)为第二短路故障概率中间值，P_T1为所述短路故障概率；