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变压器在线色谱数据清洗与趋势分析方法研究

变压器在线色谱数据清洗与趋势分析方法研究

作者：杨擎柱华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

变压器是电力系统的核心设备,大量状态检测设备安装在之上,海量状态检测数据的价值需要分析挖掘,但是变压器的高电磁环境导致状态检测数据随机噪声大,错误数据多。清洗错误数据,排除噪声干扰对于提高变压器状态检测数据的可用性有着举... 详细信息

变压器是电力系统的核心设备,大量状态检测设备安装在之上,海量状态检测数据的价值需要分析挖掘,但是变压器的高电磁环境导致状态检测数据随机噪声大,错误数据多。清洗错误数据,排除噪声干扰对于提高变压器状态检测数据的可用性有着举足轻重的作用。对变压器状态检测数据进行统计分析与清洗有助于变压器优质管理,提高状态检测数据价值。本文的主要研究成果如下。本文依靠变压器历史缺陷故障数据,利用统计分析和可靠性理论方法深入挖掘了目前省网水平的故障率随运行年限的变化规律。对比不同分布类型的建模效果,选出了三个最佳分布函数;建立了多个样本集的故障率Weibull分布模型,分析了故障率随变压器投运年份和运行年限的变化规律;分析了各部件和厂家的故障率差异。结果表明:新投运的变压器其偶然失效规律占主导地位,其平均故障前时间更长,且没有像传统浴盆曲线的早期失效规律,不同部件和不同厂家的故障率Weibull分布函数形状相似,但其平均故障前时间明显不同。针对目前变压器在线监测数据质量不高的问题,本文提出了高效准确的数据清洗方法,数据清洗分为异常识别与修复两部分。本文以在线油色谱数据为例,基于四个省网公司200多台变压器的历史数据。总结了在线数据错误的三种主要错误模式;提出了数据错误模式识别策略和特征参数,构建了多分类支持向量机进行错误数据识别与分类;并利用核主成分分析法和排列组合遍历寻优法对特征向量进行了降维优化。所构建的多分类支持向量机分类器对于H2错误数据识别准确率达到97.5%,对于其他气体达到90%以上。进行数据修复时,考虑数据修复的时效性和准确度要求,提出了由滑动平均、径向基函数神经网络和多项式拟合三种缺失数据修复算法组成的修复策略;利用现场典型数据,分析了这三种方法的修复效果、最佳参数、优缺点和相互配合方式,实现了对油中溶解气体在线监测数据的快速准确修复。最后本文就目前油色谱随机噪声的问题,提出应用HP滤波提取油色谱主要趋势的方法,并给了最佳λ取值范围,通过高噪声和低噪声案例,得到λ=1和λ=1000的HP滤波分别对单步和多步RBF预测模型有着最佳提升效果。

关键词：变压器统计分析数据清洗趋势提取多步预测

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国外某海岛机场飞行区排水方案研究

给水排水 2019年第3期45卷 88-93页

作者：施曼杨擎柱贾文中国航空国际建设投资有限公司北京100120

以国外某机场扩建工程为例,分析了机场飞行区在应用低影响开发设施时的运行工况。通过计算不同设计降雨情景下渗排沟内的水位变化情况,得到当地机场设计时的最不利雨型,针对最不利雨型进行详尽的设计计算,模拟不同重现期的降雨过程中各... 详细信息

以国外某机场扩建工程为例,分析了机场飞行区在应用低影响开发设施时的运行工况。通过计算不同设计降雨情景下渗排沟内的水位变化情况,得到当地机场设计时的最不利雨型,针对最不利雨型进行详尽的设计计算,模拟不同重现期的降雨过程中各个设施内的蓄水范围、水位及积水时间变化曲线。计算结果显示,在机场改扩建工程上应用低影响开发设施辅助径流雨水控制的效果很好,不仅能有组织地快速排除道面雨水、降低排水系统的建设费用,还能通过设施下渗,净化径流雨水并回补地下水。

关键词：机场新建及改扩建设计雨型渗排沟计算低影响开发

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基于现场数据的变压器首次故障率研究

高电压技术 2022年第5期48卷 1855-1864页

作者：杨擎柱程养春李斐然王文浩刘爽华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206 国网浙江省电力有限公司电力科学院杭州310014

为指导电网中变压器的检修规划与可靠性分析,将变压器首次发生危急或严重缺陷定义为变压器首次故障,用统计分析方法与可靠性理论中的故障率建模方法分析了某省网变压器故障率随时间的变化规律。收集了某省网生产管理系统(production man... 详细信息

为指导电网中变压器的检修规划与可靠性分析,将变压器首次发生危急或严重缺陷定义为变压器首次故障,用统计分析方法与可靠性理论中的故障率建模方法分析了某省网变压器故障率随时间的变化规律。收集了某省网生产管理系统(production management system,PMS)中20年变压器缺陷记录,构建了不同投运时间的10个样本集合,分析了故障率随变压器运行年限的变化情况;选出了拟合效果最好的3个分布函数;建立了不同样本集的故障率Weibull分布模型,分析了故障率随变压器投运年份和运行年限的变化规律;建立了不同部件和不同变压器生产厂家的故障率Weibull分布模型,分析了各部件和厂家的故障率差异。研究结果表明:新投运的变压器偶然失效规律占主导地位,其平均故障前时间更长,且没有像传统浴盆曲线的早期失效规律,偶然失效期故障率为0~0.2次/(台·a);不同部件和不同厂家的故障率Weibull分布函数形状相似,但其平均故障前时间明显不同。所得变压器故障规律能有效指导供电单位对检修计划进行优化调整。

关键词：首次故障变压器 Weibull分布故障率失效规律

雨水径流总量控制目标确定与落地的若干问题探讨

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给水排水 2016年第10期42卷 61-69页

作者：王文亮李俊奇车伍林翔马京津杨擎柱北京建筑大学海绵城市研究院北京100044 北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室北京100044 北京建筑大学北京建筑节能减排关键技术协同创新中心北京100044 北京市气象局北京100176

径流污染控制和开发前自然水文状态恢复是雨水径流总量控制的出发点,径流体积控制是关键途径。总量控制包括径流体积和径流污染物总量,工程设施的工作原理不同,影响实际工程落地效果的因素包括降雨间隔时间与雨型、汇水面不透水率、设... 详细信息

径流污染控制和开发前自然水文状态恢复是雨水径流总量控制的出发点,径流体积控制是关键途径。总量控制包括径流体积和径流污染物总量,工程设施的工作原理不同,影响实际工程落地效果的因素包括降雨间隔时间与雨型、汇水面不透水率、设施排空时间与规模等。设施规模的确定基于降雨统计分析和模型连续计算,应根据降雨数据精度与方法各自的特点进行选择。实践中应考虑经济性、极端暴雨影响等,因地制宜地确定总量控制目标。总量控制目标的考核方式包括施工图审核与工程踏勘和模型连续计算。期望为我国雨水径流总量控制目标更科学、有效地落地提供指导。

关键词：雨水径流总量控制目标确定落地效果考核

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美国洪水保险计划发展及其经验分析

中国给水排水 2019年第6期35卷 33-40页

作者：李俊奇杨擎柱 FANG Xing 王文亮徐享北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 北京建筑大学国家级水环境实验教学示范中心北京100044 北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室北京100044 Department of Civil Engineering Auburn University

1927年密西西比河大洪水促使美国联邦政府成为防洪工作中的主要参与者,并于1968年建立国家洪水保险计划。美国国家洪水保险计划的实践过程是不断发现问题并逐步解决问题的过程,经过近20年的完善,于1986年实现自负盈亏。美国国家洪水保... 详细信息

1927年密西西比河大洪水促使美国联邦政府成为防洪工作中的主要参与者,并于1968年建立国家洪水保险计划。美国国家洪水保险计划的实践过程是不断发现问题并逐步解决问题的过程,经过近20年的完善,于1986年实现自负盈亏。美国国家洪水保险制度的成功离不开一系列法律法规的支持。重点介绍了美国洪水保险的特点以及洪泛区管理手段,分析其发展过程碰到的问题及解决思路和方法,为搭建适合我国国情的洪水保险制度提供经验。

关键词：洪泛区管理洪水保险洪水风险图城市雨水

基于多分类支持向量机的变压器在线监测数据错误模式识别

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高压电器 2024年第7期60卷 173-181页

作者：何宁辉吴旭涛张佩沙伟燕周秀丁培杨擎柱程养春国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750011 华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206

针对变压器在线油中溶解气体在线监测数据质量问题,统计了200多台监测装置的2020全年数据,总结了3种主要数据错误模式;提出了数据错误模式识别策略和特征参数,构建了多分类支持向量机进行错误数据识别与分类;并利用核主成分分析法和排... 详细信息

针对变压器在线油中溶解气体在线监测数据质量问题,统计了200多台监测装置的2020全年数据,总结了3种主要数据错误模式;提出了数据错误模式识别策略和特征参数,构建了多分类支持向量机进行错误数据识别与分类;并利用核主成分分析法和排列组合遍历寻优法对特征向量进行了降维优化。所构建的多分类支持向量机分类器对于H_(2)错误数据识别准确率达到97.5%,对于其他气体达到90%以上。应用所构建的分类器对2020全年数据进行了统计,其中H2的错误数据达到27.14%,C_(2)H_(2)的错误数据达到1.75%。

关键词：错误数据模式识别支持向量机在线监测变压器油中溶解气体分析

大坡度透水沥青路面-生物滞留带径流控制试验研究

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给水排水 2018年第12期44卷 36-43页

作者：李芃抒王文海李俊奇王建龙杨擎柱涂楠楠北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育重点实验室北京100044

为研究大坡度透水沥青路面-生物滞留带径流控制效果,通过人工控制降雨条件,更换路面材料等方式,模拟纵坡5%、横坡2.5%坡度条件下1 h内普通沥青路面/透水沥青路面及其与生物滞留带联用条件下的产汇流过程,监测流量并进行对比分析。试验... 详细信息

为研究大坡度透水沥青路面-生物滞留带径流控制效果,通过人工控制降雨条件,更换路面材料等方式,模拟纵坡5%、横坡2.5%坡度条件下1 h内普通沥青路面/透水沥青路面及其与生物滞留带联用条件下的产汇流过程,监测流量并进行对比分析。试验结果显示:降雨重现期为1～20年内,所铺设的透水路面径流总量削减率可达71%～93%,联用滞留带后的总量削减率为81%～93%;联用滞留带后的峰值削减率为75%～95%,削峰效果明显。透水路面的径流系数为0.07～0.29,联用滞留带之后则为0.07～0.19。透水路面雨水口的雨水收集率为0.06～0.13,联用滞留带后可减少82%～95%的雨水口入流总量。针对道路坡度的特殊性,可在道路面层下设置排水边沟及排水横篦,以提升径流削减控制效率。

关键词：透水沥青生物滞留带径流削减径流系数

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雨水延时调节设施有限差分法设计案例研究

给水排水 2018年第4期44卷 30-35页

作者：李俊奇杨擎柱王文亮王耀堂张哲北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 北京建筑大学国家级水环境实验教学示范中心北京100044 北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室北京100044

雨水延时调节是海绵城市建设的重要工程措施之一。延时调节设施具有径流峰值控制和径流污染控制双重功能,进水口入流、设施内水位、多级溢流口出流过程动态精细化的水文水力计算是合理确定设施规模的关键。结合案例,与SWMM模型模拟结果... 详细信息

雨水延时调节是海绵城市建设的重要工程措施之一。延时调节设施具有径流峰值控制和径流污染控制双重功能,进水口入流、设施内水位、多级溢流口出流过程动态精细化的水文水力计算是合理确定设施规模的关键。结合案例,与SWMM模型模拟结果进行对比分析表明,基于质量守恒定律的有限差分法满足工程设计精度要求,可弥补我国规范中传统峰值调节设施规模设计方法的局限,为海绵城市径流污染控制与内涝防治多功能设施的设计提供参考。

关键词：海绵城市城市雨水雨水延时调节设施有限差分法设施规模计算径流污染控制

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道路生物滞留带径流削减效果的试验研究

水利水电技术 2018年第12期49卷 1-10页

作者：李芃抒王文海李俊奇王建龙杨擎柱涂楠楠北京建筑大学城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室北京100044

道路积水是当前我国城市发展面临的突出问题,而设置生物滞留带是典型的道路雨水减排措施之一。为研究不同降雨强度和溢流高度条件下道路生物滞留带的径流削减效果和渗流规律,利用人工降雨装置和模拟道路-生物滞留带平台设计试验,并根据... 详细信息

道路积水是当前我国城市发展面临的突出问题,而设置生物滞留带是典型的道路雨水减排措施之一。为研究不同降雨强度和溢流高度条件下道路生物滞留带的径流削减效果和渗流规律,利用人工降雨装置和模拟道路-生物滞留带平台设计试验,并根据试验结论,结合实际案例进行水文效应计算,对道路生物滞留带设计提出优化建议。结果表明:试验条件下重现期P≤10年时,滞留带可延迟6～10 min的径流峰值时间;不同试验条件的径流削减率和峰值削减率分别为41%～100%和38%～100%;提升溢流高度对径流总量削减效果明显,并对渗流过程有较大影响;渗流流量与滞留带表面水头高度存在一定函数关系。基于试验结果,对道路-生物滞留带系统径流削减率公式进行了推导,为部分参数选取提供了参考值。

关键词：生物滞留带径流削减溢流高度渗流过程海绵城市建设城市水文学城市雨洪资源利用低影响开发技术