1.一种变压器温度控制方法,其特征在于,包括步骤:S1,实时采集变压器温度数据,经过滤波处理后存储;
S2,基于灰度预测模型生成短期温度趋势曲线,并匹配历史数据进行相似性分析;
S3,识别温度曲线相似性后,判断是否执行削峰填谷策略,调整风扇转速切换点,平滑温度波动;
S4,若判断为是则根据削峰填谷策略实时调整风扇速度,否则按传统模式调速;
步骤S2包括以下内容:
S2.1,首先,针对变压器内部布置的 个温度传感器,针对采集到的温度数据 ,其中 表示传感器编号,表示时间点,进行一阶差分处理,计算每个时间点的温度增量,消除原始时间序列中的线性趋势;
S2.2,在差分数据的基础上,应用灰度预测模型,采用GM(1,1)模型的改进形式进行预测;灰度模型的构建以累加生成序列为基础,通过累加生成平滑数据序列;计算累加生成序列 : ;
基于累加序列的预测模型为: ;
其中, 和 为模型参数,通过最小二乘法估计得到;通过求解此微分方程,得到累加生成序列的解: ;
然后,对累加生成序列进行还原,得到温度增量的预测值 :;
最终,通过累加方式还原到原始温度序列,获得短期温度趋势的预测值 :;
最终生成了每个传感器的短期温度趋势预测曲线;
S2.3,将所有传感器的温度预测值 汇总,构建变压器整体的温度趋势曲线;
S2.4,使用多维动态时间规整算法进行相似性分析;设历史数据集合为,当前预测数据集合为 ;
相似性计算的总体目标函数为:
;
:路径平滑性惩罚系数,用于调整相似性分析中的路径连续性;
:路径节点之间的距离,控制相似性分析的路径平滑性;
S2.5,通过MDTW计算出的相似度得分,用以判断当前温度趋势是否与历史数据中的某一段存在高度相似性;若相似度得分小于对应的阈值,表示当前温度趋势与历史数据中的某一段模式高度相似;此时,认为当前温度变化趋势与历史上发生的情况非常接近,标记为短期温度趋势曲线;
步骤S3包括以下内容:
周期对称性指数的获取逻辑为:
a1,对短期温度趋势曲线 进行傅里叶变换,以识别短期温度趋势曲线的主导频率;
通过分析频域信号的幅值,确定主导频率 ,即频域信号中的最大幅值所对应的频率;
a2,在确定主导频率后,从短期温度趋势曲线中提取与此频率对应的主周期短期温度趋势曲线 ;利用逆傅里叶变换重构主周期分量;
a3,通过主周期短期温度趋势曲线,评估其在一个周期内的对称性;设主周期 的起点为 ,计算该周期内温度波动的对称性差异;对称性差异为周期内温度波峰与对应波谷的差异积分: ;
其中:
表示周期内的对称性差异,度量了波峰与波谷的对称性;
为周期起始时间;
a4,基于对称性差异,计算周期对称性指数 ;对每个周期段的对称性差异进行归一化处理,得到整个短期温度趋势曲线的周期对称性指数: ;
其中:
为总的周期数;
为所有周期段内最大对称性差异的值,用于归一化;
为第 个周期的起点时间;
周期振幅变化率的获取逻辑为:
b1,首先,依据步骤a1短期温度趋势曲线 的主导频率 和其对应的周期 :b2,在确定主周期后,对短期温度趋势曲线进行分段,按照每个周期识别出每个周期段内的波峰振幅 和波谷振幅 ;
b3,对每个周期内的波峰振幅和波谷振幅,计算振幅差异 ,振幅差异表示短期温度趋势曲线在对应周期内的波动幅度 :;
b4,接着,分析各个周期的振幅变化趋势,计算周期振幅变化率 ,其目的是量化短期温度趋势曲线在各周期间的振幅变化程度;计算周期振幅变化率为各周期振幅差异的变化速度: ;
将周期对称性指数和周期振幅变化率通过综合分析计算得到谐振波动调控指数;将谐振波动调控指数和识别阈值进行比较;
若谐振波动调控指数大于或等于识别阈值,表示短期温度趋势曲线的波动特性适合执行削峰填谷策略,生成可操作信号;
若谐振波动调控指数小于识别阈值,表示短期温度趋势曲线的波动特性不适合执行削峰填谷策略,生成不可操作信号。
2.根据权利要求1所述的一种变压器温度控制方法,其特征在于:c1,在获得可操作信号后,基于步骤b3计算得到的振幅差异,分析各个周期间的振幅差异变化趋势,计算振幅变化率 : ;
其中: 表示第 个周期与第 个周期间的振幅变化率;
c2,基于波峰和波谷的识别结果以及振幅变化趋势,调整风扇转速的切换点 ,通过以下公式调整风扇转速切换点: ;
其中:
为调整后的风扇转速切换时刻;
为调整系数,根据实际需要设定,控制切换点调整的幅度。
3.根据权利要求2所述的一种变压器温度控制方法,其特征在于:步骤S4包括以下内容:
若获得不可操作信号,立即切换到传统模式调速,在传统模式下,风扇速度将根据实时监测到的温度数据直接进行调整,而不考虑削峰填谷策略对温度波动的平滑作用。
4.一种变压器温度控制系统,用于实现权利要求1‑3任一项所述的一种变压器温度控制方法,其特征在于,包括:数据采集模块、趋势预测模块、相似识别模块和风扇调节模块;
数据采集模块实时采集变压器温度数据,经过滤波处理后存储,处理后的数据将传递至趋势预测模块;
趋势预测模块基于灰度预测模型生成短期温度趋势曲线,并匹配历史数据进行相似性分析,将相似性分析结果发送至相似识别模块;
相似识别模块识别温度曲线相似性后,判断是否执行削峰填谷策略,调整风扇转速切换点,平滑温度波动,将判断结果发送至风扇调节模块;
风扇调节模块若判断为是则根据削峰填谷策略实时调整风扇速度,否则按传统模式调速。