10、电力设备健康数据挖掘、寿命预测与微电网通信分析

电力设备健康数据挖掘、寿命预测与微电网通信分析

一、配电变压器健康数据挖掘与寿命预测

1.1 研究背景与意义

变压器作为电力系统的核心设备，其运行可靠性直接关系到电力系统的安全。对变压器健康数据进行挖掘和寿命预测，不仅有助于延长设备使用寿命，还能为提高供电质量奠定基础。此前已有诸多研究致力于变压器主要设备的健康数据研究，为高质量供电做出了重要贡献。

1.2 配电设备健康数据与寿命概述

在配电系统中，众多物理监测设备会产生大量数据。如何从繁杂的数据中挖掘出反映配电变压器健康状况的关键数据，以及对设备健康使用寿命进行科学合理的预测，成为了关注的焦点。变压器的寿命评估可基于运行寿命、历史负载率、油色谱分析测试等多方面数据，通过以下公式进行理论计算：
[
CI = \sum_{i = 1}^{n} CI_1(0) \cdot e^{B \cdot f_{Li}}
]
其中，(CI_1(0)) 为变压器的原始状态指数（常数），(B) 为变压器的老化率（由变压器绝缘材料的使用寿命决定），(f_{Li}) 为第 (i) 年的负载修正系数，(i) 为正整数且 (i \leq n)。

变压器主要设备的健康状况和剩余使用寿命与铁芯、绕组、油箱等多个组件的相关数据密切相关。具体监测对象如下表所示：
|组件|物理监测对象|
| ---- | ---- |
|铁芯|接地电流、物理故障|
|绕组|绕组变形程度|
|油箱|罐体变形程度|
|液体绝缘|油中含水量、油介质损耗、氢气含量等|
|套管|套管端屏接地介质损耗、套管电容|
|调压分接开关|