基于離散灰色模型的電力變壓器特征狀態(tài)量預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于離散灰色模型的電力變壓器特征狀態(tài)量預(yù)測(cè)方法，通過將非等間隔序列進(jìn)行等間隔化預(yù)處理后變換成等間隔序列、將強(qiáng)隨機(jī)性序列進(jìn)行平滑處理來對(duì)變壓器狀態(tài)特征參量進(jìn)行預(yù)測(cè)，在確認(rèn)電力變壓器狀態(tài)特征參量灰色預(yù)測(cè)的適應(yīng)性基礎(chǔ)上，將離散灰色模型引入到電力變壓器狀態(tài)特征參量的參數(shù)預(yù)測(cè)中而解決傳統(tǒng)灰色預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定問題，并根據(jù)電力變壓器特征參量數(shù)據(jù)預(yù)處理以及預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)化的改進(jìn)優(yōu)化，以適用于電力變壓器特征參數(shù)原始數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)，提高變壓器狀態(tài)特征參量的預(yù)測(cè)精度，掃清了通過狀態(tài)特征參量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)對(duì)變壓器未來的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)從理論分析工程實(shí)際應(yīng)用中的所有障礙，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力變壓器狀態(tài)或故障的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
【專利說明】基于離散灰色模型的電力變壓器特征狀態(tài)量預(yù)測(cè)方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】： 本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備狀態(tài)或故障的預(yù)測(cè)方法，特別是涉及一種基于離散灰色模型 的電力變壓器特征狀態(tài)量預(yù)測(cè)方法。
[0002]

【背景技術(shù)】： 電力變壓器室電力系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，其正常運(yùn)行對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠安全經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行起著非常關(guān)鍵的作用，一旦變壓器發(fā)生故障，將會(huì)給電力公司甚至全社會(huì)帶來巨大的 損失，因此對(duì)電力變壓器實(shí)施科學(xué)有效的狀態(tài)評(píng)估與預(yù)測(cè)，用以指導(dǎo)適時(shí)適當(dāng)?shù)淖儔浩骶S 護(hù)或更新工作，對(duì)于構(gòu)筑安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、高度信息化和智能化的先進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)具有非 常重要的意義。電力變壓器特征參數(shù)是指反映電力變壓器狀態(tài)的一個(gè)數(shù)據(jù)或一組數(shù)據(jù)集 合，通過電力變壓器特征參量的參數(shù)預(yù)測(cè)，應(yīng)用科學(xué)有效的狀態(tài)評(píng)估或故障診斷方法根據(jù) 預(yù)測(cè)參量值進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器未來狀態(tài)的預(yù)測(cè)或變壓器故障預(yù)測(cè)是一條簡(jiǎn) 便有效的電力變壓器中短期狀態(tài)預(yù)測(cè)途徑，此方法的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量需求小，能夠充分反映 設(shè)備個(gè)體發(fā)展變化特性，避免通過大量特征參量的歷史數(shù)據(jù)回歸擬合建模過程中數(shù)據(jù)收集 工作難度大和設(shè)備多樣性造成的分散性大的問題。
[0003] 灰色模型是以灰色生成函數(shù)概念為基礎(chǔ)，以微分?jǐn)M合為核心的建模方法，灰色模 型預(yù)測(cè)就是根據(jù)過去和現(xiàn)在已知或不確定的信息，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)的累加或累減處理，弱 化隨機(jī)擾動(dòng)因素影響，強(qiáng)化數(shù)據(jù)本身的規(guī)律性，運(yùn)用時(shí)間序列數(shù)據(jù)確定微分方程的參量，逐 步使灰量白化，對(duì)系統(tǒng)的未來狀態(tài)做出科學(xué)的定量預(yù)測(cè)?；疑到y(tǒng)理論進(jìn)行預(yù)測(cè)具有要求 數(shù)據(jù)少、不考慮分布規(guī)律、短期預(yù)測(cè)精度高、易于檢驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。
[0004] 一般情況下，電力變壓器設(shè)備特征參量數(shù)據(jù)具有"小樣本"、"貧信息"的特點(diǎn)，決定 了現(xiàn)行的預(yù)測(cè)技術(shù)并非都適用于其狀態(tài)原始參數(shù)預(yù)測(cè)建模?；貧w擬合法要求大量的原始樣 本數(shù)據(jù)，而且不能正確預(yù)測(cè)非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)；指數(shù)平滑法是將歷史數(shù)據(jù)根據(jù)其對(duì)當(dāng)前數(shù) 據(jù)的影響的權(quán)重不同進(jìn)行加權(quán)平均，初值和權(quán)重系數(shù)的選取沒有嚴(yán)格的要求。而灰色動(dòng)態(tài) 預(yù)測(cè)模型具有所需樣本少、預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度高、運(yùn)算量小等特性，并能夠逐步去除老舊數(shù)據(jù)和加 入可信度更高的最新數(shù)據(jù)，同時(shí)由于變壓器自身的故障機(jī)理十分復(fù)雜，反映變壓器狀態(tài)特 征參量和狀態(tài)之間的關(guān)系，具有不確定性和灰色性，變壓器可以視為灰色系統(tǒng)，故灰色預(yù)測(cè) 非常適合于電力變壓器特征參量的中短期預(yù)測(cè)。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于離散灰色模型的電力變壓器特征狀態(tài)量 預(yù)測(cè)方法，建立在變壓器狀態(tài)評(píng)估基礎(chǔ)上，通過對(duì)表征變壓器狀態(tài)的狀態(tài)特征參量的原始 參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)變壓器狀態(tài)或故障的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
[0006] 本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是： 一種基于離散灰色模型的電力變壓器特征狀態(tài)量預(yù)測(cè)方法，建立在變壓器狀態(tài)評(píng)估 基礎(chǔ)上，通過對(duì)表征變壓器狀態(tài)的狀態(tài)特征參量的原始參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)而實(shí)現(xiàn)對(duì)其狀態(tài)的預(yù) 測(cè)，其具體方法如下： A、將非等間隔序列進(jìn)行等間隔化預(yù)處理后，變換成等間隔序列： 設(shè)某狀態(tài)特征參量的非等間隔原始序列為：X(CI) =(X^ai), Xw (t2)，L，Xw (tn))，其中： 1:1<1:2<1<1:11，且各時(shí)段間隔八1^=1:廠1^_ 17^〇1181:，;[￡{2,3，禮，11}，則非等間隔序列轉(zhuǎn)化處 理步驟如下： 令平均時(shí)間間隔Atci，則

【權(quán)利要求】
1. 一種基于離散灰色模型的電力變壓器特征狀態(tài)量預(yù)測(cè)方法，建立在變壓器狀態(tài)評(píng)估 基礎(chǔ)上，通過對(duì)表征變壓器狀態(tài)的狀態(tài)特征參量的原始參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)而實(shí)現(xiàn)對(duì)其狀態(tài)的預(yù) 測(cè)，其特征在于： A、將非等間隔序列進(jìn)行等間隔化預(yù)處理后，變換成等間隔序列： 設(shè)某狀態(tài)特征參量的非等間隔原始序列為：X(CI) = (X? U1)，x(cl) (t2)，L，X? (tn))，其中：?κ t2< L< tn，且各時(shí)段間隔 Λ t^ti-tH - const.i e {2,3,4L， n}，則非等間隔序列轉(zhuǎn)化處理步驟如下：令平均時(shí)間間隔Λ h，則Λ Ji1Jn-1 Σ Ati= ^ (Vt1), 記 Ψ=Χ(0)(1^)- Χ(0)(1：Η)/1:「1：Η · (ti+Q-l) Λ?0-1：Η)， 貝丨J : X1(O)⑴=χ(0) (ti) i=l. η ； χ/0) (i) =χ(0) (?η) + ψ i=2, 3, L, η-1 于是得到該狀態(tài)參量的等間隔序列：Χ ω)= (χΛ (2)，···，Χιω (η)); Β、將強(qiáng)隨機(jī)性序列進(jìn)行平滑處理： 采用時(shí)間序列一次指數(shù)加上平滑公式對(duì)強(qiáng)隨機(jī)性序列的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理：Yft0 (k) = Oc χ(0) (k) + (I- Oc ) y(0) (k_l) · k=2, 3, L，η 對(duì)于任意隨機(jī)序列{x(cl) (k)，k為正整數(shù)}，新序列y(tl) (k)的方差不大于原始序列的方 差，即新序列的隨機(jī)性弱于原始序列的隨機(jī)性； 設(shè)擬合值與實(shí)測(cè)值差的絕對(duì)值的平均殘差為α，對(duì)等間隔化處理過的原始序列進(jìn)行灰 色預(yù)測(cè)后，預(yù)測(cè)值可還原為zx^kMy^GO-a-cOy^k-l)]/ α ; C、變壓器狀態(tài)特征參量預(yù)測(cè)： 根據(jù)灰色預(yù)測(cè)的建模原理，假定兩點(diǎn)之間的累加擬合值序列為Xao=Ix^lhxW (2)，…，χω(η)}以及離散預(yù)測(cè)值為χω(η+1)，在p時(shí)刻的特征參量的預(yù)測(cè)值為χ ((0(ρ)， 其中η〈ρ〈η+1，則： x(〇)(p)=x(1) (ρ)_ χ(1) (η) + (n+l-p) · χ(0) (η) =(β 1Ρ_ β 1η) (χ(0) (1) + β 3) + β 1η_ β 1ρ/1_β1· β2 + (η+1_ρ ) · χ(0) (η) 根據(jù)狀態(tài)評(píng)估或故障診斷方法對(duì)特征參量預(yù)測(cè)值進(jìn)行評(píng)估，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的 狀態(tài)預(yù)測(cè)或故障預(yù)測(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散灰色模型的電力變壓器特征狀態(tài)量預(yù)測(cè)方法，其特 征在于：采用等維新息遞補(bǔ)數(shù)據(jù)處理技術(shù)來對(duì)灰色預(yù)測(cè)模型進(jìn)行改進(jìn)，即每當(dāng)預(yù)測(cè)出一個(gè) 新值時(shí)，將其加入到樣本序列中最早的一個(gè)數(shù)據(jù)信息中，重新建立離散灰色預(yù)測(cè)模型，這樣 周而復(fù)始直到完成預(yù)測(cè)目標(biāo)為止。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104376202SQ201410630617
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】趙高建, 趙廣立, 朱莉, 郭立, 馬磊, 李朝陽 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 鄭州眾創(chuàng)匯達(dá)電氣有限公司, 國網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司