[发明专利]一种变压器状态分析方法、系统、设备和存储介质

权利要求书

1.一种变压器状态分析方法，其特征在于，包括：

获取变压器的已知数据，并根据所述已知数据实时计算得出缺失数据；

将所述已知数据和所述缺失数据映射至三维模型以形成数字孪生体；

通过可变周期的数据更新对所述数字孪生体与所述变压器进行实时数据同步；

获取所述数字孪生体计算的所述变压器的状态数据，以用于提供控制决策提示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述已知数据通过外部系统采样并获取，包括所述变压器的静态数据、动态数据和业务数据，具体为采样的电流值、采样的油温、环境温度和变压器结构数据等。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缺失数据包括电气数据、温度场数据和电磁场数据，具体为等效起始负荷系数、变压器内的分层油温和电磁场分布数据等。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述已知数据实时计算得出缺失数据，包括：

配置所述已知数据；

根据所述采样的电流值计算所述等效起始负荷系数；

根据所述采样的油温、所述环境温度和所述等效起始负荷系数，结合所述三维模型，通过有限元分析计算所述变压器内的分层油温；

根据所述变压器结构数据，结合所述三维模型，通过有限元分析计算所述电磁场分布数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述等效起始负荷系数的计算公式为：

其中，I_*(eqv0)表示所述等效起始负荷系数，I_*(i)表示已知的所述变压器处于正常运行状态时第i+1次采样得出的变压器采样数据的标幺值，i取0至n，n为设定的自然数；Δt₀表示预设的数据采样间隔数据的初始值，当i大于等于1时，Δt_i表示所述变压器处于正常运行状态时第i次采样和第i-1次采样之间的数据采样间隔，t表示预设的初始负荷等效时间。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述变压器内的分层油温的有限元计算公式为：

其中，λ表示为已知的沿着各坐标的导热系数，为已知的单位体积的生热率，x、y、z为已知的空间坐标,T为所述变压器内的分层油温。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电磁场分布数据的有限元计算公式为：

其中，A为轴向矢量磁位即所述电磁场分布数据，为已知的水平磁阻率，为已知的垂直磁阻率，J为已知的源电流密度，x、y为已知的空间坐标。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述已知数据和所述缺失数据映射至三维模型以形成数字孪生体，包括：

将所述三维模型划分为有限个互不重叠的单元，在每一个所述单元中，选择一定数量的节点作为所述已知数据和所述缺失数据的计算插值点。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过可变周期的数据更新对所述数字孪生体与所述变压器进行实时数据同步，包括：

所述静态数据和所述业务数据可由所述外部系统推送更新或进行每日更新，并保存更新数据至关系库；

所述动态数据可根据数据类型设置不同周期单独更新，同时设置统一周期全部更新，并保存更新数据至实时库；

所述数字孪生体从所述关系库和所述实时库读取数据，实现与所述变压器的数据同步。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字孪生体计算的所述变压器的状态数据，包括：

根据所述已知数据和所述缺失数据，获取所述变压器的多个不同状态，以及所述多个不同状态的稳定运行时长；

基于所述不同状态的稳定运行时长所述变压器的最终稳定运行时长。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多个不同状态包括电气状态、热力状态和电磁状态。