基于贝叶斯网络的变压器顶层油温预测方法研究

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1、国内图书分类号：TM41密级：公开国际图书分类号：621.3西南交通大学研究生学位论文基于贝叶斯网络的变压器顶层油温预测方法研究年级2015级姓名李冉申请学位级别工学硕士专业控制科学与工程指导老师晏寄夫副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TM41U.D.C:621.3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONTHEPREDICTIONMETHODOFTRANSFORMERTOPOILTEMPERATUREBASEDONBAYESIANNETWORKGrade:2015

2、Candidate:RanLiAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:ControlScienceandEngineeringSupervisor:JifuYanMay,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向囡家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅飞本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密

3、口，在年解密后适用本授权书：2.不保密匈／使用本授权书。“’（请在以上方框内打寸屯学位论文作者签名：号J斗指导老师签名：姜各ι--r.,J日期：刘I�.S'‘｝了日期：州矿，西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献〉声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：一、油浸式电力变压器内部发热及散热过程较为复杂，在对其进行分析的基础上，演绎出变压器主要结构的升温和降温特性方程。在归纳总结经典顶层油温计算模型的前提下，考虑到变压器所处环境的空气湿度对其造成的影响，引入象征空气湿度的因一子，得到种简单的变压器顶层油温改进模型。二、综合考虑影响变压器顶层油温的相

4、关因素，提出利用贝叶斯网络预测变压器顶层油温的思路。将顶层泊温的特性参量作为贝叶斯网络的变量节点，构建基于贝叶斯网络的油温模型。实例结果表明：该预测模型优于BP神经网络模型和遗传算法优化的支持向量机模型，具有较高的可靠性和准确度，能有效地提高温度预测精度。针对贝叶斯网络模型节点变量较多，利用主成分分析法，在保存大部分原始信息的基础上，对改变顶层油温的相关因素进行降维，减少输入变量，构建基于主成分分析的贝叶斯网络模型。三、针对迎峰度夏期间，四川某地区变电站变压器在线监测故障突出、调度决策困难、任务繁重等问题，利用贝叶斯网络模型的研究结果，辅助调度员决策

5、，以期提高电力调度效率。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。..一本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：夺冉日期：J.t?1g.r,,r西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要电力变压器在电网系统中的地位是很多设备不可替代的，其安全可靠是确保电网系统安全稳定运行的前提，顶层油温则是影响油浸式电力变压器使用寿命和负载能力的一个重要因素。在

6、总结变压器顶层油温研究成果的基础上，阐述变压器内部热量传递过程，提出了考虑空气湿度的顶层油温改进方法。通过对变压器顶层油温影响因素的分析，构建了基于贝叶斯网络的油温预测模型，完成了油浸式变压器顶层油温的预测，将预测结果应用于电网系统中调度员决策，可取得一定效益，论文主要工作如下:首先，通过对油浸式变压器内部复杂的发热、散热过程的分析，将内部产热损耗进行分类，并确定了热量的流通方向和流通路线，明确了变压器顶层油温上升的热量来源。在此基础上，演绎出绕组、铁心、变压器油的升、降温特性方程。在经典的顶层油温计算模型的基础上，考虑变压器所处环境的空气湿度对其造

7、成的影响，引进象征空气湿度的因子，新建一种简单的顶层油温改进模型。将该模型计算值、半物理模型的计算值和实测值进行对比，验证了考虑空气湿度因素的油温模型具有更高的精度。其次，利用贝叶斯网络预测变压器顶层油温，着重介绍了贝叶斯网络模型的构建、推理过程。利用历史监测数据，构造贝叶斯网络顶层油温预测模型。以BP神经网络和遗传算法优化的支持向量机模型为比较对象，验证贝叶斯网络模型的正确性，对比结果显示本文构建的预测模型的相对误差和均方根误差分别为1.0845和1.1731，均相应的小于此外两种模型的误差，说明了本文模型的预测效果更精确。在保存大部分原始信息的基

8、础上，通过主成分分析法对变压器顶层油温的影响因素进行降维处理，减少模型的输入变量，建立基于主成分分析的贝叶斯