基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法与流程

本发明属于高压设备，涉及局部放电定位方法，尤其是一种基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法。

背景技术：

1、随着经济的快速发展和对电力能源需求的不断增加，电力系统正朝着超高压、大容量的方向发展，这也导致了电气设备的绝缘问题越来越突出。变压器作为变换交流电压、电流而传输交流电能的重要设施，直接关系到电网的可靠性。为了保证变压器电气设备的安全可靠运行，有必要对变压器电气设备的绝缘状况进行实时监测。

2、由于局部放信号包含了丰富的绝缘状态信息，同时局部放电既是绝缘劣化的征兆和表现形式，又是绝缘进一步劣化的原因，因此局部放电的精确定位是及时发现电力设备绝缘缺陷并避免绝缘击穿故障的有效手段。对局部放电源位置的精确定位，也有助于制定更有针对性的检修处理方案，减少停电时间，提高检修效率。

3、目前，应用于定位技术的最小二乘法具有检测频带宽、灵敏度高、抗干扰能力强等特点，可用于局部放电的检测。最小二乘法采用基于tdoa的定位方法计算局部放电源的位置。然而，基于tdoa的定位方法对测量误差的敏感性强，即使存在很小的测量误差，也会对定位结果产生较大影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、精度高且稳定性强的基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法。

2、本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、一种基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法，包括以下步骤：

4、步骤1、将网格定位系统中的偏置误差建模为距离的线性函数；

5、步骤2、在包括测距偏差误差的影响下，计算总位置向量；

6、步骤3、根据网格定位系统中的测量数据计算最佳偏置参数；

7、步骤4、计算增强ls算法中最佳偏置参数的最佳值；

8、步骤5、计算位置误差并利用迭代算法得到变压器局部放电的稳定位置。

9、进一步，所述步骤1的具体实现方法为：设移动节点的真实位置位于x-y轴的原点，将移动站和第i个基站位置表示为x,y和xi,yi，则从移动站到基站的距离为：

10、

11、

12、式中，x0，y0，b0为初始起点，λ为偏差参数，指实际位置与测量位置之前的偏差系数，pi为第i个测量的伪距，b为组合偏置项。

13、进一步，所述步骤2按照下式计算总位置向量：

14、

15、其中，是标准ls矢量的偏差分量，ωr＝λ-1，标准ls解的向量的随机分量，为偏差参数估计值；

16、

17、进一步，所述步骤3的具体实现方法为：根据网格定位系统中的测量数据计算最佳偏置参数，将计算位置误差平方的期望值最小化，通过选择偏置参数的最佳值使误差表达式最小化，出现最佳位置确定性能。

18、进一步，所述步骤4按下式计算最佳偏置参数的最佳值：

19、

20、其中：

21、为放电点在x轴上的最小位置偏差误差，γi为x，y轴相对误差系数αi、βi之和，αiβi＝1，为放电点在x轴上的最小位置随机误差，σ为x轴随机误差偏差系数，λ为偏差参数，指实际位置与测量位置之前的偏差系数，ri移动站到第i个基站的距离。

22、进一步，所述步骤5计算的位置误差包括两个分量：一个与随机误差相关，另一个与偏差误差相关；按下式计算x坐标下的最小误差值：

23、

24、其中，nr是移动节点范围内的bs的数量；λ为偏差参数，为偏差参数估计值，为放电点在x轴上的最小位置偏差误差，γi为x，y轴相对误差系数αi、βi之和，αiβi＝1，为放电点在x轴上的最小位置随机误差，σ为x轴随机误差偏差系数，ri移动站到第i个基站的距离。

25、本发明的优点和积极效果是：

26、1、本发明将偏置误差建模为距离的线性函数，减少了偏置误差对位置估计的影响，通过减小位置估计的均方误差，得到偏置参数的最优估计表达式，同时考虑基于距离和伪距离的定位，利用相应的伪线性推导出方程，在此基础上构造增强最小二乘算法(els)，利用迭代算法得到变压器局部放电的稳定位置，可获得显著的距离定位精度增益，具有较高的定位精度和数值稳定性。

27、2、本发明利用距离和伪距离数据的增强迭代ls定位算法，实现基于距离的定位的显著精度增益，能够有效提高定位精度和数值稳定性；并且增强的ls定位算法与标准ls方法相比基本上没有额外的数据处理要求，也不受偏置参数选择的影响，能有效降低随机误差对定位结果的影响，将其应用于变压器的局部放电的精确定位，可及时发现电力设备绝缘缺陷，避免绝缘击穿故障。

技术特征：

1.一种基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：设移动节点的真实位置位于x-y轴的原点，将移动站和第i个基站位置表示为x,y和xi,yi，则从移动站到基站的距离为：

3.根据权利要求1所述的基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法，其特征在于：所述步骤2按照下式计算总位置向量：

4.根据权利要求1所述的基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现方法为：根据网格定位系统中的测量数据计算最佳偏置参数，将计算位置误差平方的期望值最小化，通过选择偏置参数的最佳值使误差表达式最小化，出现最佳位置确定性能。

5.根据权利要求1所述的基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法，其特征在于：所述步骤4按下式计算最佳偏置参数的最佳值：

6.根据权利要求1所述的基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法，其特征在于：所述步骤5计算的位置误差包括两个分量：一个与随机误差相关，另一个与偏差误差相关；按下式计算x坐标下的最小误差值：

技术总结
本发明涉及一种基于增强最小二乘法的变压器局部放电定位方法，其技术特点是：将网格定位系统中的偏置误差建模为距离的线性函数；在包括测距偏差误差的影响下，计算总位置向量；根据网格定位系统中的测量数据计算最佳偏置参数；计算增强LS算法中最佳偏置参数的最佳值；计算位置误差并利用迭代算法得到变压器局部放电的稳定位置。本发明利用距离和伪距离数据的增强迭代LS定位算法，能够有效提高定位精度和数值稳定性；将其应用于变压器的局部放电的精确定位，可及时发现电力设备绝缘缺陷，避免绝缘击穿故障。

技术研发人员：冯新岩,赵廷志,孙佑飞,肖萌,王晓亮,张进,崔勇,史伟波,张明兴,王文森,李承振,杜滨洋,刘晗,薛帅
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司超高压公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15