南方電網科學研究院有限責任公司鄒林獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南方電網科學研究院有限責任公司申請的專利基于GIS局部放電圖譜的電力設備故障診斷方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120296325B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510780920.8,技術領域涉及:G06F18/10;該發明授權基于GIS局部放電圖譜的電力設備故障診斷方法及系統是由鄒林;喇元;李華;林顯軍;王頌;張巍;吳爭榮;張帥;王增超設計研發完成,并于2025-06-12向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于GIS局部放電圖譜的電力設備故障診斷方法及系統在說明書摘要公布了:本發明公開了基于GIS局部放電圖譜的電力設備故障診斷方法及系統,涉及故障檢測技術領域,本發明提取不同區域內局部放電圖譜的數據構建特征向量并計算全局統計量,利用全局統計量對不同區域的特征向量進行標準化;對散度值進行判斷觸發傳感器校準,通過校準后的特征數據進行電力設備故障初判;通過物理模型對故障進行分析,判斷電力設備故障類型;計算電力設備的實時絕緣劣化指數,將實時絕緣劣化指數上傳至云端;聚合所有區域內的特征向量統計量,更新全局統計量形成閉環;云端根據接收的實時絕緣劣化指數后,根據絕緣劣化指數制定動態閾值調整規則,利用動態閾值調整規則對絕緣劣化指數閾值進行更新。
本發明授權基于GIS局部放電圖譜的電力設備故障診斷方法及系統在權利要求書中公布了:1.基于GIS局部放電圖譜的電力設備故障診斷方法,其特征在于:所述方法包括以下步驟: S100、統計電力設備工作的所有區域,采集不同區域內的局部放電圖譜,提取不同區域內局部放電圖譜的數據構建特征向量并計算全局統計量,利用全局統計量對不同區域的特征向量進行標準化; S200、計算標準化后不同區域和全局相位分辨局部放電圖PRPD分布的散度值,對散度值進行判斷觸發傳感器校準,通過校準后的特征數據進行電力設備故障初判; 通過校準后的特征數據進行電力設備故障初判的具體步驟為: S201、根據時間窗口實時采集數據判斷區域故障,在不同區域中將本地PRPD分布根據相位區間統計區域概率分布,公式為:區域概率分布=區域在相位區間的脈沖數區域總脈沖數,在云端對每個區域的概率分布進行加權,取平均生成全局概率分布,權值由人工設定;利用區域概率分布和全局概率分布計算區域和全局PRPD分布的散度值,公式為: ; 公式中,DJS k表示區域k和全局PRPD分布的散度值,Pk表示區域k的概率分布,Pglobal表示全局的概率分布;M表示區域k和全局的平均概率分布,DKL表示提取括號內的DL散度;M的計算公式為:; S202、當DJS k0.1時,判斷區域k和全局的PRPD分布對齊,傳感器無需校準,當DJS k≥0.1時,判斷區域k和全局的PRPD分布未對齊,啟動傳感器校準; S203、在標準化后的特征向量統計量中提取出當前全局正常工作狀態下的放電脈沖電壓均值和標準差進行檢驗,計算區域異常值,公式為: ; 公式中,Z表示區域異常值,n表示當前時間窗口內的脈沖采樣點數,`Vp表示當前時間窗口內標準化后的放電脈沖電壓均值,σV normal表示全局正常工作狀態下放電脈沖電壓標準差,uV normal表示全局正常工作狀態下放電脈沖電壓均值; S203、利用正態分布設置區域異常閾值Zy,當|Z|Zy時,判斷區域存在故障并進行標記,對所有區域進行相同的判斷,輸出故障標記; S300、在初判電力設備故障后,通過物理模型對故障進行分析,判斷電力設備故障類型;計算電力設備的實時絕緣劣化指數,將實時絕緣劣化指數上傳至云端; 計算電力設備的實時絕緣劣化指數的具體步驟為: S301、構建電力設備的物理模型為: ; 公式中,Vp表示放電脈沖電壓,E表示故障處電場強度,h表示材料常數,τ表示電離時間常數,tr表示脈沖上升時間,d表示故障處尺寸; S302、在判斷的故障區域內提取放電脈沖電壓、材料常數、電離時間常數、脈沖上升時間和異常處尺寸輸入到物理模型內計算得到故障處的電場強度,根據電力設備領域中的專業指數得到不同局部放電類型的特點,對計算的實時故障電場強度與不同局部放電類型的特點進行對比,得到實時故障區域的故障類型; S303、構建絕緣劣化指數模型為: ; 模型中,S(t)表示絕緣劣化指數,Vp j表示第j次放電脈沖電壓,Qj表示第j次放電的電荷量,Ea表示絕緣材料活化能,kB表示玻爾茲曼常數,T(t)表示設備實時溫度,N表示放電次數;設置故障等級分別為Sth1和Sth2;利用故障等級判斷實時故障程度,當S(t)Sth1時,判斷輕微故障,當Sth1≤S(t)Sth2時,判斷為中度故障,當S(t)≥Sth2時,判斷為嚴重故障;結合故障類型和故障程度得到綜合故障類型,將實時絕緣劣化指數上傳至云端; S400、聚合所有區域內的特征向量統計量,更新全局統計量形成閉環; S500、云端根據接收的實時絕緣劣化指數后,根據絕緣劣化指數制定動態閾值調整規則,利用動態閾值調整規則對絕緣劣化指數閾值進行更新。
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