[发明专利]一种直流输电换流变油中气体预测方法

摘要

本发明公开了一种直流输电换流变油中气体预测方法，步骤是：1、换流变油中气体预测方法的参数获取：换流变油中气体参数、换流变运行参数、换流变基本信息参数；2、换流变油中气体预测方法：形成换流变油中气体预测方法的换流变特征量矩阵和基础样本数据库；待预测的换流变油中气体的相似样本确定；换流变油中气体的初始预测；换流变油中气体的预测方法的参数优化；换流变油中气体的预测结果。本发明可预测直流输电换流变油中气体趋势，可可结合三比值、大卫三角等方法进行故障诊断。有效及时的确定换流变故障，同时及时指导运行单位进行换流变停运、继续运行、带电测试、加强巡视、故障诊断、返厂大修、现场检修等决策制定。

主权项

1.一种直流输电换流变油中气体预测方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、参数获取：换流变油中气体参数、换流变运行参数、换流变基本信息参数； S2,形成换流变特征量矩阵和基础样本数据库：将换流变油中气体参数、换流变运行参数、换流变基本信息参数形成换流变特征量矩阵K和基础样本数据库； S3，确定待预测的换流变油中气体的相似样本矩阵J； 根据待预测的换流变油中气体的换流变运行参数和换流变基本信息参数，形成待预测的换流变的换流变特征量向量P； 换流变特征量矩阵K和换流变特征量向量P进行计算并形成隶属度矩阵U，其大小为N×C,C为换流变特征量矩阵和换流变特征量向量进行分类的数量，且C小于N；同时结合基础样本数据库，形成所述相似样本矩阵J,其大小为A×8,A为相似样本的总数量；其中隶属度矩阵U的单个元素u_ij表示单个样本隶属于类别的度，其计算式如（1）； （1）式中m为加权指数，为换流变特征量矩阵K的第j行数据K_j×11或换流变特征量向量P与第i类聚类原型p_i之间距离，其计算式如（2）式；（2）（2）式中N_j为换流变特征量矩阵K的第j行数据K_j×11或换流变特征量向量P； S4，换流变油中气体的初始预测 根据所述相似样本矩阵J，形成最小二乘支持向量机的参数方程组如式（3）； 式中y=[y₁ y₂ L y₈]为待预测的换流变油中气体向量； a=[a₁ a₂ L a₈]为最小二乘支持向量机的未知尺度因子； e₁=[1 1 L 1]和I分别为已知的单位向量和矩阵； γ为平衡置信度；B_ij=k(x_i,x_j)为核函数，采用具有平移和伸缩正交性的Littlewood-paley小波作为最小支持向量机的核函数，其表达式如式（4）。 （4）S5，换流变油中气体的预测方法的参数优化 a）参数设置：换流变油中气体的初始预测需要优化参数为平衡置信度γ和尺度因子a，设维数D＝2，粒子数m＝24，每个粒子个体最优解的初始向量u_i＝[γ,a]，并初始化粒子对自身记忆的依赖程度c₁，粒子群体中的其他粒子对粒子本身的影响c₂及惯性权重系数ω的取值范围； b)评价各粒子的适应度：将相似样本矩阵J代入样本均方差为适应度函数（式（5））进行评价； 式中J_i为相似样本J的第i个样本，y_i为待预测的换流变油中气体向量y的第i个分量，F为样本均方差为适应度； c)确定单个粒子和粒子群体的极值：比较当前单个粒子的适应度优于上一代粒子的适应度，则令当前粒子极值等于p_i值,如果在整个群体中,其余某个粒子的适应度好于当前粒子的最优值,则令该粒子值等于p_w值； d)将上述更新后的单个粒子p_i值和整个群体的p_w值代入式（6）和式（7），得到新一代粒子的速度和位置向量e)结果输出：若当前迭代次数达到了预先设定的最大次数或最小目标误差，则将换流变油中气体的初始预测的γ平衡置信度和最小二乘支持向量机的未知尺度因子a的优化最终值输出，否则转到步骤a）继续优化计算直到迭代停止； S6，换流变油中气体的预测结果 当换流变油中气体的初始预测结果超过最大迭代次数D时，暂时停止进行换流变油中气体的初始预测，转而进行换流变油中气体的预测方法的参数优化，将其输出优化参数重置换流变油中气体的初始预测的γ平衡置信度和最小二乘支持向量机的未知尺度因子a，再进行换流变油中气体的初始预测计算，直到计算误差ε满足要求，输出换流变油中气体的预测结果y如式（8）； 。