CN119514456A 一种vfto时频特征引导的gis隔离开关物理参数反演方法 （华中科技大学）

一种VFTO时频特征引导的GIS隔离开关物理本发明提供一种VFTO时频特征引导的GIS隔穿VFTO离散时间序列为输出的仿真模型；以GIS测击穿特征偏离度为目标，构造m个多目标优化解集，计算GIS各电气参数在全部解集中的平均2S200，将所述全过程VFTO离散时间序列分解为m个单次击穿2.根据权利要求1所述的一种VFTO时频特征引导的记所述全过程VFTO离散时间序列为U[n]，将U[n]分解为m个单次击穿VFTO离散时间序。3.根据权利要求2所述的一种VFTO时频特征引导4.根据权利要求3所述的一种VFTO时频特征引导的GIS隔离3。5.根据权利要求4所述的一种VFTO时频特征引,第k个电压离散时间序列满足式中给定阈值条件的元素6.根据权利要求3所述的一种VFTO时频特征引导的G二极大值、频谱第一极大值对应的频率以及频谱第二极大值对应的频率的提,4,依据下式，计算第k个单次击穿VFTO离散时间序列的频谱第一极大值和频谱第二。7.根据权利要求6所述的一种VFTO时频特征引导依据下式设置GIS分布参数模型的源侧母线与负载侧母线,5,采用数值计算方法求解上述方程，得到以待估计的GIS电气参数与母线击穿时刻电压,,g(·)表示GIS分布参数模型。8.根据权利要求7所述的一种VFTO时频特征引导的从所述实测击穿特征集中获取第k次击穿特征的时域内电压峰值和稳定时间，仿真VFTO离散时间序列时频特征与实测VFTO离散时间序列时频特征的相对误差构造目标,,,VFTO时间序列的时域内稳定时间，为仿真VFTO时间序列的频域内频谱第一极大6,9.根据权利要求8所述的一种VFTO时根据所述目标函数的表达式计算第i代种群中所有个体的目标值，;;第i+1代种群的决策变量集Dect1，进而计算得obio；,npk为第k个多目标优化问题非支配解集中解的个数。10.根据权利要求9所述的一种VFTO时频特征引导的GIS隔离开关物理参数反演方法，记第k次单次击穿VFTO多目标优化问题求解出的最后一代种群非支配解集为,依据下式计算m个多目标优化问题非支配解集值：7,式中，xka,a=1,2,…,npk表示第k个非支配解集的第a个解；。8[0001]本发明涉及参数估计技术领域，更具体地，涉及一种特快速瞬态过电压（Very的研究已成为研究热点。由于VFTO的瞬态特性及其在GIS中的传播特性复杂，研究和分析获取的GIS设备电气参数在正常运行时不易发生变化；母线的分布参数通常由传输线分布[0004]本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种特快速瞬态过电压（Very[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种VFTO时频特征引导的GIS隔离开S300，建立以GIS电气参数为输入、单次击穿VFTO离散时间序列为输出的仿真模9[0007]进一步，步骤S200中，所述将所述全过程VFTO离散时间序列分解为m个单次击穿记所述全过程VFTO离散时间序列为U[n]，将U[n]分解为m个单次击穿VFTO离散时。合并m个单次击穿VFTO离散时间序列的全部实测击穿特征，形成击穿特征集依据下式，计算每个单次击穿VFTO离散时间序列的源侧母线电压值与负载侧母线电压值uf：。,为第k个电压离散时间序列满足式中给定阈频谱第二极大值、频谱第一极大值对应的频率以及频谱第二极大值对应的频率采用快速傅里叶变换计算第k个单次击穿VFTO离散时间序列的幅频曲,,依据下式，计算第k个单次击穿VFTO离散时间序列的频谱第一极大值和频谱。依据GIS拓扑确定待评估的GIS母线参数，所依据下式设置GIS分布参数模型的源侧母线与负载侧母线,,采用数值计算方法求解上述方程，得到以待估计的GIS电气参数与母线击穿时刻,g(·)表示GIS分布参数模型。从所述实测击穿特征集中获取第k次击穿特征的时域内电压峰值和稳定时,以仿真VFTO离散时间序列时频特征与实测VFTO离散时间序列时频特征的相对误差构,间序列的频域内频谱第一极大值，为仿真VFTO时间序列的频域内频谱第二极大值；X为多目标优化问题的决策变量，x包括GIS电气参数和隔离开关间隙击穿的燃弧电阻;,根据第i代种群的决策变量集Dec与目标函数集，利用多目标进化算法迭代获取第i+1代种群的决策变量集Dect1，进而计算得出第i+1代种群的目标函数集ob1；重复迭代求解过程直至得到第Nirer代种群决策变量集Dector与目标函数集;,,npk为第k个多目标优化问题非支配解集中解的个数。记第k次单次击穿VFTO多目标优化问题求解出的最后一代种群非支配解集为,依据下式计算m个多目标优化问题非支配解集值：a,。发明的方法能够在GIS装配完成后实现GIS参数在线准确估计，克服了传统离线获取的GIS参数无法准确反映系统在线运行状态下实际参数的局限性，为开展GIS相关研究提供了可[0021]图1为本发明实施例提供的一种特快速瞬态过电压时频特征引导的GIS隔离开关图3为本发明实施例提供的计算GIS单次VFTO离散时间序列的分布参数仿真模型[0023]图1为本发明实施例提供的一种VFTO时频特征引导的GIS隔离开关物理参数反演到如图2所示的还原的全过程VFTO波形，进而得到全过程VFTO波形离散时间序列U[n]，其中，n为序列长度。为尽可能地保证采集信号不失真，数字采集装置的采样率不应低于例如，在将实测全过程VFTO离散时间序列分解为m个单次击穿VFTO离散时间序列。[0025]S300，建立以GIS电气参数为输入、单次击穿VFTO离散时间序列为输出的仿真模压变化速率规律定位全过程VFTO离散时间序列的单次击穿发生时刻，将U[n]分解为m个单下式计算全过程VFTO波形数据的电压变化率diffu[i]：u[i]为全过程VFTO离散时间序列第i个采样点，diffu[i]为第i个电压,m为全过程VFTO离散时间序列中单次击穿次数，即m为全过程VFTO波形中的单次击穿电压波形个数，nm为第m次单次击穿时间序列长度，k为m次单次击穿中的其中一次，ke[I,m]。其中第k次单次击穿VFTO离散时间序列合并m个单次击穿VFTO离散时间序列的全部实测击穿特征，形成击穿特征集[0032]在一种可能的实施例方式中，步骤S200中，对于第k个单次击穿VFTO离散时间序列，击穿时刻源侧母线电压值以及击穿时刻负载侧母线。以下几个子步骤记载了时域上电压峰值以及稳定时间的提取方法，以及频域上频谱de通常在0.01_0.05内取值，优选的de取0.02；为第k个电压离散时间序列满足式中给定阈值条件的元素序号。1.采用快速傅里叶变换计算第k个单次击穿VFTO离散时间序列的幅频曲线[0039]2.依据下式计算频谱第一极大值对应的频率、频谱第二极大值对应的频率:[0040]可以理解的是，提取上述各实施例得到的全部m个单次击穿VFTO离散时间序列的。1.依据图3所示的GIS拓扑确定待评估的GIS母线参数，所述GIS母,。g(·)表示GIS分布参数模型。1.从所述实测击穿特征集中获取第k次击穿特征的时域内电压峰值和稳定率，以仿真VFTO离散时间序列时频特征与实测VFTO离散时间序列时频特征的相对误差间序列的频域内频谱第一极大值，为仿真VFTO时间序列的频域内频谱第二极大值；为多目标优化问题的决策变量，包括GIS电气参[0048]根据第i代种群的决策变量集Dec与目标函数集，利用多目标进化算法迭代获取第i+1代种群的决策变量集Dect1，进而计算得出第i+1代种群的目标函数集ob1；重复迭代求解过程直至得到第Nirer代种群决策变量集Dector与目标函数集。数搜索空间内随机初始化GIS参数种群，将种群内所有个体的GIS参数与第k个实测单次击穿VFTO击穿特征中的击穿时刻母线电压代入VFTO仿真模型计算生成单次击穿记第k次单次击穿VFTO多目标优化问题求解出的最后一代种群非支配解集为,依据下式计算m个多目标优化问题非支配解集ia,a=1,2,…,npk表示第k个非支配解集的第a个解；计算GIS电气参数最优估计值Dcrs为：[0055]首先，在隔离开关在执行分合闸操作时，同步采集位于隔离开关负载侧母线上。计算每个多目标优化问题的最优参数估计值如图5所示，求解10次结果的决策变量平均值，过程VFTO离散时间序列的单次击穿发生时刻，分解全过程VFTO离散时间序列为m个单次击时间序列的特征，构建特征集；依据传输线理论与特征提取方法，建立从GIS参数到单次了传统离线获取的GIS参数无法准确反映系统在线运行状态下实际参数的局限性，为开展现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方