球間隙放電電壓檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種球間隙放電電壓檢測(cè)方法，包括如下步驟：獲取檢測(cè)地點(diǎn)的訓(xùn)練參數(shù)作為訓(xùn)練樣本，建立訓(xùn)練樣本庫(kù)，其中，所述訓(xùn)練參數(shù)包括大氣參數(shù)及對(duì)應(yīng)的球間隙放電電壓；對(duì)所述訓(xùn)練樣本進(jìn)行歸一化預(yù)處理；利用粒子群優(yōu)化算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果建立球間隙放電電壓檢測(cè)的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；接收待檢測(cè)放電電壓的大氣參數(shù)，并進(jìn)行歸一化預(yù)處理；將預(yù)處理后的待檢測(cè)放電電壓的大氣參數(shù)輸入所述的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；根據(jù)所述PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié)果進(jìn)行反歸一化，得到檢測(cè)的放電電壓。本發(fā)明能快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出球間隙的放電電壓。
【專利說明】球間隙放電電壓檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高電壓與絕緣【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種球間隙放電電壓檢測(cè)方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)中的架空輸電線路、輸變電設(shè)備、變電站母線等高壓電氣設(shè)備的外絕緣介質(zhì)大多由空氣充當(dāng)，氣隙的放電電壓是決定外絕緣水平的重要因素之一。由放電理論可知，大氣溫度、濕度、壓力等因素都將影響到空氣的密度、碰撞電離、平均自由程以及吸附過程，從而導(dǎo)致放電電壓的改變。國(guó)內(nèi)外有關(guān)大氣條件對(duì)放電電壓的影響進(jìn)行了不少研究，但多數(shù)試驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室條件下完成。本發(fā)明基于全自動(dòng)放電監(jiān)測(cè)裝置，以自然環(huán)境氣隙放電試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)球間隙放電電壓的計(jì)算方法進(jìn)行研究。
[0003]目前，一般采用經(jīng)驗(yàn)公式或修正系數(shù)來考慮某一大氣參數(shù)對(duì)外絕緣的影響，這種研究通常是一維的。而大氣參數(shù)與放電電壓的關(guān)系是多維的、非線性的，采用傳統(tǒng)方法并不能精確地建立大氣條件與氣隙放電電壓的關(guān)系，無法在線實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出球間隙的放電電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，本發(fā)明提供一種球間隙放電電壓檢測(cè)方法，能快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出球間隙的放電電壓。
[0005]一種球間隙放電電壓檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0006]獲取檢測(cè)地點(diǎn)的訓(xùn)練參數(shù)作為訓(xùn)練樣本,建立訓(xùn)練樣本庫(kù),其中，所述訓(xùn)練參數(shù)包括大氣參數(shù)及相應(yīng)的放電電壓；
[0007]對(duì)所述訓(xùn)練樣本進(jìn)行歸一化預(yù)處理；
[0008]利用粒子群優(yōu)化算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果建立球間隙放電電壓檢測(cè)的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；
[0009]接收待檢測(cè)放電電壓的大氣參數(shù)，并進(jìn)行歸一化預(yù)處理；
[0010]將預(yù)處理后的待檢測(cè)放電電壓的大氣參數(shù)輸入所述的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；
[0011]根據(jù)所述PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié)果進(jìn)行反歸一化，得到檢測(cè)的放電電壓。
[0012]上述球間隙放電電壓檢測(cè)方法，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將氣隙放電電壓與大氣條件之間的復(fù)雜非線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為黑箱問題，以自動(dòng)放電監(jiān)測(cè)裝置獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為樣本，采用粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行訓(xùn)練，得到PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，在檢測(cè)時(shí)輸入當(dāng)前的大氣參數(shù)，即可使用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)放電電壓進(jìn)行檢測(cè)，具有檢測(cè)步驟簡(jiǎn)單、檢測(cè)速度快及檢測(cè)精度高的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明球間隙放電電壓檢測(cè)方法在一實(shí)施例中的流程示意圖。
[0014]圖2為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D。[0015]圖3為預(yù)測(cè)值與實(shí)際值對(duì)比。
【具體實(shí)施方式】[0016]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0017]如圖1所示，是本法一種球間隙放電電壓檢測(cè)方法在一實(shí)施例中的流程示意圖，包括模型訓(xùn)練和放電電壓檢測(cè)過程；
[0018]所述模型訓(xùn)練過程包括如下步驟:
[0019]SI 1、獲取檢測(cè)地點(diǎn)的訓(xùn)練參數(shù)作為訓(xùn)練樣本,建立訓(xùn)練樣本庫(kù),其中,所述訓(xùn)練參數(shù)包括大氣參數(shù)及對(duì)應(yīng)的球間隙放電電壓；
[0020]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是從微觀結(jié)構(gòu)以及功能上對(duì)人腦神經(jīng)系統(tǒng)模擬而建立起來的一類計(jì)算模型，具有模擬人的部分形象思維能力，適合非線性預(yù)測(cè)及推理；本實(shí)施例中運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立不同大氣條件下氣隙放電電壓的數(shù)學(xué)關(guān)系，以自動(dòng)放電監(jiān)測(cè)裝置獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為樣本，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)氣隙放電電壓做出預(yù)測(cè)；
[0021]在本步驟中，首先獲取訓(xùn)練樣本，以待檢測(cè)地點(diǎn)的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，獲取檢測(cè)地點(diǎn)的訓(xùn)練參數(shù)作為訓(xùn)練樣本，建立訓(xùn)練樣本庫(kù)；
[0022]在一較佳實(shí)施例中，所述獲取檢測(cè)地點(diǎn)的訓(xùn)練參數(shù)作為訓(xùn)練樣本，建立訓(xùn)練樣本庫(kù)的步驟為:
[0023]通過在檢測(cè)地點(diǎn)建立的全自動(dòng)放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲取球間隙氣隙放電時(shí)的放電電壓及相應(yīng)的大氣參數(shù)，構(gòu)建所述訓(xùn)練樣本；其中，所述大氣參數(shù)包括溫度、相對(duì)濕度、氣壓、風(fēng)速以及照度；
[0024]本實(shí)施例的全自動(dòng)放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括球間隙，升壓及放電模塊、氣象計(jì)量裝置、監(jiān)控主機(jī)?？紤]空氣絕緣的自恢復(fù)，系統(tǒng)每10分鐘以2kV/s的速度均勻升壓一次，直至氣隙放電，記錄放電電壓及相應(yīng)大氣條件包括溫度、相對(duì)濕度、氣壓、風(fēng)速以及照度，構(gòu)建足夠大的訓(xùn)練樣本。
[0025]S12、對(duì)所述訓(xùn)練樣本進(jìn)行歸一化預(yù)處理；
[0026]訓(xùn)練樣本需進(jìn)行預(yù)處理，，以適合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練；在本實(shí)施例中，根據(jù)下式對(duì)所述訓(xùn)練樣本中的大氣參數(shù)及相應(yīng)的放電電壓進(jìn)行歸一化:
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種球間隙放電電壓檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟: 獲取檢測(cè)地點(diǎn)的訓(xùn)練參數(shù)作為訓(xùn)練樣本，建立訓(xùn)練樣本庫(kù)，其中，所述訓(xùn)練參數(shù)包括大氣參數(shù)及對(duì)應(yīng)的球間隙放電電壓； 對(duì)所述訓(xùn)練樣本進(jìn)行歸一化預(yù)處理； 利用粒子群優(yōu)化算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果建立球間隙放電電壓檢測(cè)的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型； 接收待檢測(cè)放電電壓的大氣參數(shù)，并進(jìn)行歸一化預(yù)處理； 將預(yù)處理后的待檢測(cè)放電電壓的大氣參數(shù)輸入所述的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型； 根據(jù)所述PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié)果進(jìn)行反歸一化，得到檢測(cè)的放電電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球間隙放電電壓檢測(cè)方法，其特征在于:所述獲取檢測(cè)地點(diǎn)的訓(xùn)練參數(shù)作為訓(xùn)練樣本，建立訓(xùn)練樣本庫(kù)的步驟為: 通過在檢測(cè)地點(diǎn)建立的全自動(dòng)放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲取球間隙氣隙放電時(shí)的放電電壓及相應(yīng)的大氣參數(shù)，構(gòu)建所述訓(xùn)練樣本；其中，所述大氣參數(shù)包括溫度、相對(duì)濕度、氣壓、風(fēng)速以及照度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球間隙放電電壓檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)下式對(duì)所述訓(xùn)練樣本中的大氣參數(shù)及相應(yīng)的放電電壓進(jìn)行歸一化:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球間隙放電電壓檢測(cè)方法，其特征在于，所述利用粒子群優(yōu)化算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值進(jìn)行訓(xùn)練，建立球間隙放電電壓檢測(cè)的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的步驟為: A、確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):網(wǎng)絡(luò)的輸入為溫度、相對(duì)濕度、氣壓、風(fēng)速以及照度5個(gè)大氣參數(shù)，輸出為放電電壓，網(wǎng)絡(luò)的輸入層、輸出層神經(jīng)元個(gè)數(shù)分別為5和I ;網(wǎng)絡(luò)隱含層數(shù)目為2，每層的神經(jīng)元為35個(gè)； B、根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)定PSO算法的優(yōu)化參數(shù)為粒子的維度； C、初始化粒子群:根據(jù)下式為每一組網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值隨機(jī)設(shè)置初始值:
X^i — (Wil, wi2, ? ? ? , Wij-, bil； bi2,...bik)； 其中，Xi為Wij為第Xi組網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值；bik為第Xi組網(wǎng)絡(luò)的閾值； D、根據(jù)粒子的適應(yīng)度函數(shù)
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球間隙放電電壓檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)下式對(duì)PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié)果進(jìn)行反歸一化，得到檢測(cè)的放電電壓:

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的球間隙放電電壓檢測(cè)方法，其特征在于，還包括步驟:當(dāng)所述檢測(cè)的放電電壓超過預(yù)設(shè)警報(bào)值時(shí)，生成報(bào)警信息。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103678773SQ201310574581
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】牛海清, 張耿斌, 羅新, 劉毅剛, 蟻澤沛 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 廣州供電局有限公司