CN114089177B - 一种基于时空回溯技术的gis设备状态评价方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于时空回溯技术的GIS设备状态评价方法及***。包括检测空间建模、状态演进时间建模、检测数据的时空回溯、基于时空回溯数据的联合状态评价。本发明1）可有效解决GIS不同检测点带来的测量误差，提高GIS故障局放、组分、湿度、温度等信号检测有效性。2）可有效解决GIS由于局放、组分、湿度、温度等信号传导机理不同而带来的在时间维度上的测量误差，提高GIS故障局放、组分、湿度、温度等信号检测有效性。3）标准化GIS状态检测数据的时空回溯方法和工具，通过标准化GIS空间结构建模工具和GIS状态时间演进建模工具，以及标准化GIS状态数据时空回溯流程，可以建立跨运检各专业的标准化GIS状态数据时空回溯方法。
Description
技术领域
本发明属于变电运检领域，涉及一种基于时空回溯技术的GIS设备状态评价方法及***。
背景技术
新型电网、特高压线路建设提速推进，GIS电气设备因其优秀的绝缘、灭弧性能得到广泛应用。随着技术进步，在变电运维检修领域，根据不同的物理现象及观察原理发展出一系列运维检修工具，从局放、组分、湿度、温度等不同指标维度，以及从不同时间颗粒度，对GIS设备状态进行评价。于此同时，基于建模的时空回溯技术在状态演进、定位跟踪等领域得到大力发展和应用，其空间溯源、时间回溯的功能特性可应用于更加广泛的领域。
现有的变电站GIS状态评价技术存在以下不足之处：1）GIS是一次设备内部运行，内充绝缘气体的罐状高压电气设备，故障或隐患的伴生物理信号一般不能直接检测，只能在罐体的特定部位检测到状态信号，故障位、检测位以及GIS罐体内部空间结构，将影响接收到的状态信号的可靠度和可信度，检测信号精度和准确欠佳。2）GIS内充绝缘气体，外部金属材质，故障或隐患的伴生局放信号是电磁信号，主要沿着金属壁传导，故障信号传到检测点的时间间隔很短，衰减模型主要由其空间模型决定；组分、湿度、温度等故障或隐患的伴生信号主要是沿着气体传导，其中组分信号在传导过程中还伴随着随时间变化的化学反应，湿度、温度信号在传导过程中还伴随着随时间变化的物理反应，在检测点检测到的状态信号是与时间相关的畸变信号，不能真实反映故障或隐患状态。3）当前GIS设备状态研判方法，一般是基于局放、组分、湿度、温度等各专业独立检测数据进行判断，检测数据联合研判基本忽略时间、空间因素的影响，只能做出比较粗犷式的结论，这与当前GIS设备大量运行现状，以及精细化运营运维要求相背离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于时空回溯技术的GIS设备状态评价方法及***，可有效解决GIS不同检测点带来的测量误差，提高GIS故障局放、组分、湿度、温度等信号检测有效性；可有效解决GIS由于局放、组分、湿度、温度等信号传导机理不同而带来的在时间维度上的测量误差，提高GIS故障局放、组分、湿度、温度等信号检测有效性；标准化GIS状态检测数据的时空回溯方法和工具，通过标准化GIS空间结构建模工具和GIS状态时间演进建模工具，以及标准化GIS状态数据时空回溯流程，可以建立跨运检各专业的标准化GIS状态数据时空回溯方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于时空回溯技术的GIS设备状态评价方法，包括如下步骤：
（1）检测空间建模：检测空间建模包括GIS空间结构建模工具；在进行GIS检测模型设计时，运检单位从GIS生产厂家收集设备的空间3DMax模型，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障关键部件；运检单位从局放检测单位收集局放检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障局放信号检测点；运检单位从组分检测单位收集气体组分检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障组分信号检测点；运检单位从湿度检测单位收集气体湿度检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障湿度信号检测点；运检单位从温度检测单位收集气体温度检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障温度信号检测点；根据以上空间标注，GIS空间结构建模工具分别输出局放、组分、湿度、温度检测空间矩阵；
（2）状态演进时间建模：状态演进时间建模包括GIS状态时间演进建模工具；运检单位从局放检测单位收集局放信号传导原理模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS局放信号传导时间演进矩阵；运检单位从气体组分检测单位收集气体组分转换和扩散模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS气体组分信号传导时间演进矩阵；运检单位从气体湿度检测单位收集气体湿度传导扩散模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS湿度信号传导时间演进矩阵；运检单位从气体温度检测单位收集气体温度传导模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS温度信号传导时间演进矩阵；
（3）检测数据时空回溯：检测数据时空回溯对包括局放、组分、湿度、温度的同源检测信号进行时空回溯计算；其中，局放检测数据和局放信号传导时间演进逆矩阵以及局放检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始局放状态数据；组分检测数据和组分信号传导时间演进逆矩阵以及组分检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始组分状态数据；湿度检测数据和湿度信号传导时间演进逆矩阵以及湿度检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始湿度状态数据；温度检测数据和温度信号传导时间演进逆矩阵以及温度检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始温度状态数据；
（4）基于时空回溯数据的联合状态评价：构建基于包括局放、组分、湿度、温度的指标的GIS状态联合研判模型，将时空回溯后的GIS局放、组分、湿度、温度原始状态数据应用于GIS状态联合研判模型，输出GIS状态值。
本发明还提供了一种基于时空回溯技术的GIS设备状态评价***，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上述所述的方法步骤。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：1）可有效解决GIS不同检测点带来的测量误差，提高GIS故障局放、组分、湿度、温度等信号检测有效性。2）可有效解决GIS由于局放、组分、湿度、温度等信号传导机理不同而带来的在时间维度上的测量误差，提高GIS故障局放、组分、湿度、温度等信号检测有效性。3）标准化GIS状态检测数据的时空回溯方法和工具，通过标准化GIS空间结构建模工具和GIS状态时间演进建模工具，以及标准化GIS状态数据时空回溯流程，可以建立跨运检各专业的标准化GIS状态数据时空回溯方法。
附图说明
图1为标注示意图。
图2为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图2所示，本发明一种基于时空回溯技术的GIS设备状态评价方法，包括检测空间建模、状态演进时间建模、检测数据的时空回溯、基于时空回溯数据的联合状态评价，具体实现步骤如下：
（1）检测空间建模环节。检测空间建模节点包括标准化GIS空间结构建模工具。在进行GIS检测模型设计时，运检单位从GIS生产厂家收集设备的空间3DMax模型，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障关键部件；运检单位从局放检测单位收集局放检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障局放信号检测点；运检单位从组分检测单位收集气体组分检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障组分信号检测点；运检单位从湿度检测单位收集气体湿度检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障湿度信号检测点；运检单位从温度检测单位收集气体温度检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障温度信号检测点；根据以上空间标注，GIS空间结构建模工具分别输出局放、组分、湿度、温度检测空间矩阵。如图1所示。
（2）状态演进时间建模环节。状态演进时间建模节点包括标准化GIS状态时间演进建模工具。运检单位从局放检测单位收集局放信号传导原理模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS局放信号传导时间演进矩阵；运检单位从气体组分检测单位收集气体组分转换和扩散模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS气体组分信号传导时间演进矩阵；运检单位从气体湿度检测单位收集气体湿度传导扩散模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS湿度信号传导时间演进矩阵；运检单位从气体温度检测单位收集气体温度传导模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS温度信号传导时间演进矩阵。
（3）检测数据时空回溯环节。检测数据时空回溯节点对局放、组分、湿度、温度等同源检测信号进行时空回溯计算。其中，局放检测数据和局放信号传导时间演进逆矩阵以及局放检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始局放状态数据；组分检测数据和组分信号传导时间演进逆矩阵以及组分检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始组分状态数据；湿度检测数据和湿度信号传导时间演进逆矩阵以及湿度检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始湿度状态数据；温度检测数据和温度信号传导时间演进逆矩阵以及温度检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始温度状态数据。
（4）基于时空回溯数据的联合状态评价环节。依照电力行业相关标准和规程，构建基于局放、组分、湿度、温度等指标的GIS状态联合研判模型，将时空回溯后的GIS局放、组分、湿度、温度原始状态数据应用于GIS状态联合研判模型，输出GIS状态值。
本发明还提供了一种基于时空回溯技术的GIS设备状态评价***，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上述所述的方法步骤。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于时空回溯技术的GIS设备状态评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）检测空间建模：检测空间建模包括GIS空间结构建模工具；在进行GIS检测模型设计时，运检单位从GIS生产厂家收集设备的空间3DMax模型，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障关键部件；运检单位从局放检测单位收集局放检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障局放信号检测点；运检单位从组分检测单位收集气体组分检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障组分信号检测点；运检单位从湿度检测单位收集气体湿度检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障湿度信号检测点；运检单位从温度检测单位收集气体温度检测点的空间位置数据，通过GIS空间结构建模工具，标注GIS故障温度信号检测点；根据以上空间标注，GIS空间结构建模工具分别输出局放、组分、湿度、温度检测空间矩阵；
（2）状态演进时间建模：状态演进时间建模包括GIS状态时间演进建模工具；运检单位从局放检测单位收集局放信号传导原理模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS局放信号传导时间演进矩阵；运检单位从气体组分检测单位收集气体组分转换和扩散模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS气体组分信号传导时间演进矩阵；运检单位从气体湿度检测单位收集气体湿度传导扩散模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS湿度信号传导时间演进矩阵；运检单位从气体温度检测单位收集气体温度传导模型，通过GIS状态时间演进建模工具，构建GIS温度信号传导时间演进矩阵；
（3）检测数据时空回溯：检测数据时空回溯对包括局放、组分、湿度、温度的同源检测信号进行时空回溯计算；其中，局放检测数据和局放信号传导时间演进逆矩阵以及局放检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始局放状态数据；组分检测数据和组分信号传导时间演进逆矩阵以及组分检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始组分状态数据；湿度检测数据和湿度信号传导时间演进逆矩阵以及湿度检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始湿度状态数据；温度检测数据和温度信号传导时间演进逆矩阵以及温度检测空间逆矩阵相乘，得到GIS故障原始温度状态数据；
（4）基于时空回溯数据的联合状态评价：构建基于包括局放、组分、湿度、温度的指标的GIS状态联合研判模型，将时空回溯后的GIS局放、组分、湿度、温度原始状态数据应用于GIS状态联合研判模型，输出GIS状态值。
2.一种基于时空回溯技术的GIS设备状态评价***，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如权利要求1所述的方法步骤。
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