[发明专利]一种改进灰色预测模型的变压器油色谱气体预测方法

摘要

本发明公开了一种改进的灰色预测模型的变压器油色谱气体预测方法，其步骤主要是：A、数据采集通得到当前采集时刻k的气体含量值gi(k)；B、初步预测用灰色预测模型方法得到气体含量预测值序列；C、计算预测值的一阶误差；D、计算一阶修正误差预测值；E、计算一阶修正预测值得到气体含量数据预测值gi*(k)的一阶修正值；F、计算二阶误差计算二阶误差G、计算二阶修正误差预测值得到二阶修正误差预测值；H、计算修正预测值得出变压器油色谱气体下的修正预测值；该方法预测出的变压器油色谱下一时刻的数据的精度高和准确性强，从而更有效地降低或排除变压器故障的发生，保障供电系统的安全可靠运行。

主权项

1.一种改进灰色预测模型的变压器油色谱气体预测方法，其步骤为：A、数据采集通过变压器油色谱监测系统，采集得到变压器油中的气体含量值gi(k)；其中下标i为气体种类标识，i＝1表示氢气、i＝2表示甲烷、i＝3表示乙烷、i＝4表示乙烯、i＝5表示乙炔、i＝6表示一氧化碳、i＝7表示二氧化碳；k表示当前采集时刻；B、初步预测将时刻k‑4n+1到时刻k‑2n‑1+m的气体含量值gi(k‑4n+1)、gi(k‑4n+2)、gi(k‑4n+3)…、gi(k‑4n+m)，作为一阶的、一变量的灰色系统模型GM(1，1)的输入，通过灰色系统预测方法得到k‑2n+m时刻的气体含量预测值；其中，n为预测用气体含量值最小个数的一半，其取值为20‑100；m为气体含量预测计算次数的序号，m＝1，2，3,…2n,2n+1；将m的值代入k‑2n+m时刻的气体含量预测值gi*(k‑2n+m)，得到气体含量预测值序列{gi*(k‑2n+1)、gi*(k‑2n+2)、gi*(k‑2n+3)、…、gi*(k)、gi*(k+1)}；C、计算预测值的一阶误差C1、将k‑2n+m时刻的气体含量预测值gi*(k‑2n+m)与k‑2n+m时刻的气体含量值gi(k‑2n+m)，作为灰色系统模型GM(1，1)的输入，通过灰色系统预测方法得到k‑2n+m时刻的一阶误差δi(1)(k‑2n+m)，即：C2、将一阶误差δi(1)(k‑2n+m)转换为非负值的一阶修正误差γi(1)(k‑2n+m)，即γi(1)(k‑2n+m)＝δi(1)(k‑2n+m)+1(m＝1,2,3,…,2n)D、计算一阶修正误差预测值将时刻k‑2n+1到时刻k‑n‑1+m′的一阶修正误差γi(1)(k‑2n+1)、γi(1)(k‑2n+2)、…、γi(1)(k‑n‑1+m′)，作为灰色系统模型GM(1，1)的输入，通过灰色系统预测方法得到k‑n+m′时刻的一阶修正误差的预测值γi(1)*(k‑n+m′)，其中，m′为一阶修正误差预测计算次数的序号，m′＝1,2,3,…,n+1；将m′的值代入k‑n+m′时刻的γi(1)*(k‑n+m′),得到一阶修正误差的预测值序列{γi(1)*(k‑n+1)、γi(1)*(k‑n+2)、…、γi(1)*(k)、γi(1)*(k+1)}E、计算一阶修正预测值用下式算出k‑n+m”时刻的气体含量数据预测值g_i^*(k)的一阶修正值即：其中，m”为一阶修正预测计算次数的序号，m”＝1,2,3,…,n；F、计算二阶误差计算时刻k‑n+m”的一阶修正预测值与时刻k‑n+m”的实测值g_i(k‑n+m”)之间的二阶误差δ_i⁽²⁾(k‑n+m”)：再将时刻k‑n+m”的二阶误差δi(2)(k‑n+m”)转换为非负值的时刻k‑n+m”的二阶修正误差γi(2)(k‑n+m”)：γi(2)(k‑n+m”)＝δi(2)(k‑n+m”)+1G、计算二阶修正误差预测值将m”的值代入时刻k‑n+m”的二阶修正误差γi(2)(k‑n+m”)，得到二阶修正误差序列{γi(2)(k‑n+1)、γi(2)(k‑n+2)、…、γi(2)(k)}，将时刻k‑n+1到当前时刻k的二阶修正误差γi(2)(k‑n+1)、γi(2)(k‑n+2)、…、γi(2)(k)，用灰色预测模型方法得到下一时刻k+1的二阶修正误差预测值γi(2)*(k+1)；H、计算修正预测值利用下式得出变压器油色谱气体下一时刻k+1的修正预测值并将下一时刻k+1的修正预测值作为变压器油色谱气体下一时刻k+1的最终预测结果输出值：I、令k+1＝k，重复A‑H操作。