本發(fā)明涉及變壓器領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、變壓器和纖維絕緣材料在運(yùn)行過程中，由于受到水分、氧氣、熱量以及銅和鐵等材料的催化作用，會(huì)發(fā)生老化和分解，從而產(chǎn)生氣體。這些氣體大部分會(huì)溶解于油中。正常情況下，氣體的產(chǎn)生速率相對(duì)緩慢。然而，當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)初期故障或形成新的故障條件時(shí)，氣體的產(chǎn)生速率和量會(huì)顯著增加，大多數(shù)初期缺陷都會(huì)出現(xiàn)早期跡象。因此，通過對(duì)變壓器油中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行適當(dāng)分析，變壓器油中溶解氣體的濃度預(yù)測(cè)對(duì)變壓器故障預(yù)警有重要意義。

2、相關(guān)技術(shù)中，基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型或者基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的預(yù)測(cè)方法對(duì)氣體濃度進(jìn)行預(yù)測(cè)。其中，數(shù)理統(tǒng)計(jì)法通過對(duì)大量油中溶解氣體濃度歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用統(tǒng)計(jì)特性和規(guī)律建立模型，然后根據(jù)這些模型預(yù)測(cè)變壓器油中溶解氣體濃度的變化。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法簡(jiǎn)單易行，計(jì)算速度快，但難以預(yù)測(cè)隨機(jī)性較強(qiáng)的非線性數(shù)據(jù)。機(jī)器學(xué)習(xí)方法則利用大量的歷史數(shù)據(jù)和特征之間的復(fù)雜關(guān)系來進(jìn)行學(xué)習(xí)和分析，建立非線性預(yù)測(cè)模型，該方法雖然能良好地?cái)M合非線性數(shù)據(jù)，但是一般無法顧及到時(shí)序數(shù)據(jù)之間的相關(guān)聯(lián)性，且預(yù)測(cè)精度有待提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測(cè)方法及裝置，可以解決相關(guān)技術(shù)中存在的不足。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測(cè)方法，所述方法包括：

4、響應(yīng)于獲取的變壓器油中溶解氣體濃度的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)集，確定待測(cè)氣體，并根據(jù)所述待測(cè)氣體確定至少一種模型輸入氣體；所述溶解氣體濃度的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)集包含多種氣體對(duì)應(yīng)的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)；

5、對(duì)所述至少一種模型輸入氣體對(duì)應(yīng)的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行多元變分模態(tài)分解，以得到每一模型輸入氣體對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量；

6、將分解得到的模態(tài)分量輸入至預(yù)先訓(xùn)練得到的濃度預(yù)測(cè)模型中，并將所述濃度預(yù)測(cè)模型的輸出作為所述待測(cè)氣體在下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)濃度；其中，所述濃度預(yù)測(cè)模型包括輸入層、多個(gè)殘差塊、輸出層，所述輸入層用于根據(jù)擴(kuò)張因果卷積提取所述分解得到的模態(tài)分量的時(shí)間序列特征，每一殘差塊用于針對(duì)上一殘差塊的輸出進(jìn)行權(quán)重規(guī)范化、函數(shù)激活、隨機(jī)失活處理，所述輸出層用于對(duì)所述待測(cè)氣體對(duì)應(yīng)的多個(gè)模態(tài)分量進(jìn)行疊加重構(gòu)得到所述待測(cè)氣體在下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)濃度。

7、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測(cè)裝置，所述裝置包括：

8、確定單元：響應(yīng)于獲取的變壓器油中溶解氣體濃度的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)集，確定待測(cè)氣體，并根據(jù)所述待測(cè)氣體確定至少一種模型輸入氣體；所述溶解氣體濃度的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)集包含多種氣體對(duì)應(yīng)的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)；

9、分解單元：對(duì)所述至少一種模型輸入氣體對(duì)應(yīng)的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行多元變分模態(tài)分解，以得到每一模型輸入氣體對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量；

10、預(yù)測(cè)單元：將分解得到的模態(tài)分量輸入至預(yù)先訓(xùn)練得到的濃度預(yù)測(cè)模型中，并將所述濃度預(yù)測(cè)模型的輸出作為所述待測(cè)氣體在下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)濃度；其中，所述濃度預(yù)測(cè)模型包括輸入層、多個(gè)殘差塊、輸出層，所述輸入層用于根據(jù)擴(kuò)張因果卷積提取所述分解得到的模態(tài)分量的時(shí)間序列特征，每一殘差塊用于針對(duì)上一殘差塊的輸出進(jìn)行權(quán)重規(guī)范化、函數(shù)激活、隨機(jī)失活處理，所述輸出層用于對(duì)所述待測(cè)氣體對(duì)應(yīng)的多個(gè)模態(tài)分量進(jìn)行疊加重構(gòu)得到所述待測(cè)氣體在下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)濃度。

11、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出了一種電子設(shè)備，包括：

12、處理器；

13、用于存儲(chǔ)處理器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器；

14、其中，所述處理器通過運(yùn)行所述可執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)如第一方面所述方法的步驟。

15、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面所述方法的步驟。

16、由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測(cè)方法，一方面，將基于溶解氣體濃度的時(shí)間序列數(shù)據(jù)而生成的模態(tài)分量作為濃度預(yù)測(cè)模型的模型輸入數(shù)據(jù)，兼顧了與歷史數(shù)據(jù)的擬合度以及時(shí)序數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，提升了氣體濃度預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度；另一方面，不局限于使用單一的氣體進(jìn)行濃度預(yù)測(cè)，而是通過多元變分模態(tài)分解降低序列復(fù)雜度，并且克服不同輸入特征氣體序列分解后頻率不匹配問題，從而實(shí)現(xiàn)了針對(duì)多種模型輸入氣體的同步分解，充分挖掘氣體之間蘊(yùn)含的關(guān)鍵信息，提高了預(yù)測(cè)精度以及預(yù)測(cè)穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述待測(cè)氣體確定至少一種模型輸入氣體，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述至少一種模型輸入氣體對(duì)應(yīng)的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行多元變分模態(tài)分解，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述濃度預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練過程包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)對(duì)比結(jié)果對(duì)所述待訓(xùn)練模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)改進(jìn)煙花算法對(duì)所述待訓(xùn)練模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括：

8.一種變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，其特征在于，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測(cè)方法及裝置，所述方法包括：響應(yīng)于獲取的變壓器油中溶解氣體濃度的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)集，確定待測(cè)氣體，并根據(jù)待測(cè)氣體確定至少一種模型輸入氣體；溶解氣體濃度的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)集包含多種氣體對(duì)應(yīng)的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)；對(duì)至少一種模型輸入氣體對(duì)應(yīng)的歷史時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行多元變分模態(tài)分解，以得到每一模型輸入氣體對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量；將分解得到的模態(tài)分量輸入至預(yù)先訓(xùn)練得到的濃度預(yù)測(cè)模型中，并將濃度預(yù)測(cè)模型的輸出作為待測(cè)氣體在下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)濃度。

技術(shù)研發(fā)人員：王文浩,梁蘇寧,金凌峰,蔣鵬,韓睿,詹江楊,劉爽,鄭一鳴,楊智,趙琳,王博聞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15