本發(fā)明屬于智能化氣體分析，具體的說是一種用于密封容器的sf6氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、sf6氣體，即六氟化硫，是一種無色、無臭、無毒、不燃的穩(wěn)定氣體，sf6氣體因其優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，隨著sf6氣體在電氣設(shè)備中的使用量不斷增加，其安全性和穩(wěn)定性問題也日益凸顯，為了確保密封容器內(nèi)sf6氣體的正常運(yùn)行，需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析。目前，市場(chǎng)上已有的sf6氣體監(jiān)測(cè)方法大多采用傳感器技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，但在數(shù)據(jù)處理和分析方面仍存在不足，無法實(shí)現(xiàn)精確預(yù)警和故障診斷。

2、如授權(quán)公告號(hào)為cn118152408b的中國(guó)專利公開了一種基于數(shù)字智能化氣體分析的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法及系統(tǒng)，包括：基于待監(jiān)測(cè)目標(biāo)位置，獲取氣體分析數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)至第一存儲(chǔ)空間；待存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)空間中的氣體分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化時(shí)，生成事件信息，將氣體分析數(shù)據(jù)與事件信息，存儲(chǔ)至第二存儲(chǔ)空間；根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)指令對(duì)應(yīng)的第一時(shí)間戳，調(diào)用第一存儲(chǔ)空間的氣體分析數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的分析條件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到第一氣體監(jiān)測(cè)結(jié)果；同時(shí)，基于第一時(shí)間戳，調(diào)用第二存儲(chǔ)空間的氣體分析數(shù)據(jù)，根據(jù)同樣的預(yù)設(shè)的分析條件，獲取待監(jiān)測(cè)目標(biāo)位置的第二氣體監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)第一氣體監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。該技術(shù)方案為空分裝置的安全運(yùn)行提供了保障。

3、以上現(xiàn)有技術(shù)均存在以下問題：遠(yuǎn)程監(jiān)控方法容易受到網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)波動(dòng)的影響，且傳輸環(huán)節(jié)存在被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)；數(shù)據(jù)分析能力低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種用于密封容器的sf6氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及方法，從密封容器內(nèi)抽取sf6氣體樣本，導(dǎo)入氣體分解產(chǎn)物分析儀進(jìn)行濃度檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)顯示；通過對(duì)比檢測(cè)濃度與標(biāo)準(zhǔn)值，分析sf6氣體的分解情況；基于分解結(jié)果，使用智能診斷策略識(shí)別異常模式，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與容器運(yùn)行條件構(gòu)建綜合性能評(píng)估模型，判斷sf6氣體性能；若性能異常且分解產(chǎn)物濃度高于閾值，則采用同位素追蹤與化學(xué)計(jì)量學(xué)方法分析sf6氣體質(zhì)量；根據(jù)性能和質(zhì)量分析結(jié)果制定維護(hù)措施，提高了sf6氣體監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種用于密封容器的sf6氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析方法，包括：

4、步驟s1：使用采樣工具從密封容器內(nèi)抽取定量的sf6氣體樣本；

5、步驟s2：將sf6氣體樣本導(dǎo)入氣體分解產(chǎn)物分析儀，氣體分解產(chǎn)物分析儀自動(dòng)將分解產(chǎn)物濃度轉(zhuǎn)化成模擬電信號(hào)，通過集成的微處理器和a/d轉(zhuǎn)化器將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，并由lcd顯示檢測(cè)到的分解產(chǎn)物濃度的實(shí)際值；

6、步驟s3：記錄lcd顯示的分解產(chǎn)物濃度的實(shí)際值，并進(jìn)行預(yù)處理，將預(yù)處理后的檢測(cè)濃度與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，分析sf6氣體的分解情況；

7、步驟s4：基于sf6氣體分解結(jié)果，使用智能診斷策略自動(dòng)識(shí)別異常模式，并根據(jù)智能診斷結(jié)果，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與容器運(yùn)行條件，構(gòu)建綜合性能評(píng)估模型，判斷密封容器內(nèi)sf6氣體的性能；

8、步驟s5：若綜合性能評(píng)估模型判斷sf6氣體性能異常，且分解產(chǎn)物濃度高于預(yù)設(shè)的濃度異常閾值，則采用同位素追蹤與化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，分析sf6氣體質(zhì)量；

9、步驟s6：基于sf6氣體性能的判斷結(jié)果和質(zhì)量分析結(jié)果，制定維護(hù)措施。

10、具體地，所述步驟s3中分析sf6氣體的分解情況的具體步驟包括：

11、s3.1：通過對(duì)比預(yù)處理后的檢測(cè)濃度與標(biāo)準(zhǔn)值，獲得sf6氣體分解后各分解產(chǎn)物的濃度占比，其中，、、、分別表示氣體分解產(chǎn)物so2、h2s、sof2、so2f2的濃度實(shí)際值，、、、分別表示氣體分解產(chǎn)物so2、h2s、sof2、so2f2的濃度標(biāo)準(zhǔn)值，表示第i個(gè)氣體分解產(chǎn)物的濃度實(shí)際值，表示第i個(gè)氣體分解產(chǎn)物的修正因子，表示第i個(gè)氣體分解產(chǎn)物的濃度占比；

12、s3.2：結(jié)合歷史氣體分解產(chǎn)物濃度數(shù)據(jù)，使用時(shí)間序列分析模型分析不同分解產(chǎn)物濃度的變化趨勢(shì)；

13、s3.3：設(shè)置分解產(chǎn)物濃度閾值，通過分析分解產(chǎn)物的濃度占比和變化趨勢(shì)，判斷sf6氣體的分解是否徹底；

14、若，則表明分解過程不夠徹底，存在未完全分解的sf6氣體或新的分解產(chǎn)物。

15、具體地，所述步驟s4的具體步驟包括：

16、s4.1：獲取和；

17、s4.2：根據(jù)sf6氣體分解產(chǎn)物的濃度占比和分解過程的徹底性，提取sf6氣體性能的特征，所述sf6氣體性能的特征包括sf6氣體的純度、穩(wěn)定性、絕緣性能，其中，分解過程的徹底性指標(biāo)b為：，表示sf6氣體分解量，q表示sf6氣體的采樣量；

18、s4.3：根據(jù)預(yù)處理后的檢測(cè)濃度，使用智能診斷策略自動(dòng)識(shí)別sf6氣體分解結(jié)果的異常模式；

19、s4.4：結(jié)合智能診斷結(jié)果、歷史數(shù)據(jù)和容器運(yùn)行條件，構(gòu)建綜合性能評(píng)估模型，并根據(jù)綜合性能評(píng)估模型，對(duì)密封容器內(nèi)sf6氣體的性能進(jìn)行判斷。

20、具體地，所述s4.3的具體步驟包括：

21、s4.31：收集已知缺陷類型的sf6氣體分解產(chǎn)物樣本數(shù)據(jù)，并使用已知缺陷類型的sf6氣體分解產(chǎn)物樣本數(shù)據(jù)對(duì)智能診斷策略進(jìn)行訓(xùn)練，建立特征氣體濃度與缺陷類型之間的映射關(guān)系；

22、s4.32：獲取，并將輸入到訓(xùn)練好的智能診斷策略中，訓(xùn)練好的智能診斷策略根據(jù)自動(dòng)識(shí)別sf6氣體分解結(jié)果的異常模式，并輸出對(duì)應(yīng)的缺陷類型或異常程度；

23、s4.33：對(duì)輸出的缺陷類型或異常程度進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果對(duì)智能診斷策略進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

24、具體地，所述s4.4的具體步驟包括：

25、s4.41：獲取s4.3中的智能診斷策略輸出的智能診斷結(jié)果，同時(shí)，收集歷史sf6氣體數(shù)據(jù)和容器運(yùn)行條件數(shù)據(jù)，通過整合形成sf6氣體綜合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

26、s4.42：將sf6氣體綜合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行排列組合，形成特征矩陣，所述特征矩陣中行表示樣本，列表示特征；

27、s4.43：根據(jù)特征矩陣計(jì)算協(xié)方差矩陣，并對(duì)進(jìn)行特征值分解，得到特征值和對(duì)應(yīng)的特征向量，其中，表示特征值對(duì)角矩陣，p表示特征向量矩陣；

28、s4.44：根據(jù)特征值的大小，選擇累計(jì)貢獻(xiàn)率較高的前k個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量作為主特征；

29、s4.45：將sf6氣體綜合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)投影到主特征上，得到sf6氣體低維數(shù)據(jù)；

30、s4.46：基于sf6氣體低維數(shù)據(jù)，使用相關(guān)性分析方法計(jì)算sf6氣體低維數(shù)據(jù)與sf6氣體性能特征的相似度；

31、s4.47：根據(jù)相似度計(jì)算結(jié)果對(duì)sf6氣體低維數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，得到sf6氣體性能特征；

32、s4.48：加載預(yù)構(gòu)建的支持向量機(jī)模型，使用提取的sf6氣體性能特征對(duì)預(yù)構(gòu)建的支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，生成綜合性能評(píng)估模型；

33、s4.49：將待評(píng)估的密封容器內(nèi)sf6氣體的數(shù)據(jù)輸入到綜合性能評(píng)估模型中，獲得綜合性能評(píng)估模型的預(yù)測(cè)結(jié)果，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)sf6氣體的性能進(jìn)行判斷。

34、具體地，所述步驟s5的具體步驟包括：

35、s5.1：獲取綜合性能評(píng)估模型判斷結(jié)果z，并設(shè)置濃度異常閾值；

36、若，則判斷為sf6氣體性能正常；

37、若，則判斷為sf6氣體性能異常；

38、s5.2：在判斷sf6氣體性能異常情況下；

39、若，則判斷為sf6氣體性能正常；

40、若，則執(zhí)行以下步驟：

41、a1：將重氧水注入到sf6氣體樣本中，并進(jìn)行混合均勻，獲得經(jīng)過同位素追蹤的氣體樣品；

42、a2：對(duì)經(jīng)過同位素追蹤的氣體樣品進(jìn)行化學(xué)分析，測(cè)定其純度、含水量、氧化程度，并利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)sf6氣體的分解產(chǎn)物，并計(jì)算其濃度；

43、a3：將化學(xué)分析和電化學(xué)傳感器得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和處理，計(jì)算sf6氣體的質(zhì)量損失和性能變化，并根據(jù)質(zhì)量損失和性能變化結(jié)果評(píng)估sf6氣體的性能和質(zhì)量。

44、具體地，所述步驟s2中氣體分解產(chǎn)物包括so2、h2s、sof2、so2f2。

45、一種用于密封容器的sf6氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括：采樣模塊、分析模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、性能評(píng)估模塊、維護(hù)措施制定模塊；

46、所述采樣模塊，用于從密封容器內(nèi)抽取定量的sf6氣體樣本；

47、所述分析模塊，用于將sf6氣體樣本導(dǎo)入氣體分解產(chǎn)物分析儀，進(jìn)行分解產(chǎn)物濃度的檢測(cè)和分析；

48、所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于記錄lcd顯示的分解產(chǎn)物濃度的實(shí)際值，并進(jìn)行預(yù)處理和對(duì)比分析；

49、所述性能評(píng)估模塊，用于根據(jù)sf6氣體分解結(jié)果，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與容器運(yùn)行條件，構(gòu)建綜合性能評(píng)估模型，判斷密封容器內(nèi)sf6氣體的性能；

50、所述維護(hù)措施制定模塊，基于sf6氣體性能的判斷結(jié)果和質(zhì)量分析結(jié)果，制定對(duì)應(yīng)的維護(hù)措施。

51、具體地，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括：記錄單元、預(yù)處理單元、對(duì)比分析單元；

52、所述記錄單元，用于記錄檢測(cè)到的分解產(chǎn)物濃度的實(shí)際值；

53、所述預(yù)處理單元，用于對(duì)記錄的分解產(chǎn)物濃度的實(shí)際值進(jìn)行預(yù)處理；

54、所述對(duì)比分析單元，用于將預(yù)處理后的檢測(cè)濃度實(shí)際值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，分析sf6氣體的分解情況。

55、具體地，所述性能評(píng)估模塊包括：模型構(gòu)建單元、性能判斷單元、質(zhì)量分析單元；

56、所述模型構(gòu)建單元，用于利用歷史數(shù)據(jù)和容器運(yùn)行條件，構(gòu)建綜合性能評(píng)估模型；

57、所述性能判斷單元，用于根據(jù)模型判斷sf6氣體的性能；

58、所述質(zhì)量分析單元，用于判斷分解產(chǎn)物濃度，并根據(jù)判斷結(jié)果，采用同位素追蹤與化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，分析sf6氣體的質(zhì)量。

59、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

60、本發(fā)明提出一種用于密封容器的sf6氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析方法，通過集成先進(jìn)的采樣、檢測(cè)和智能診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)密封容器內(nèi)sf6氣體狀態(tài)的精確監(jiān)控，不僅能夠?qū)崟r(shí)獲取并處理sf6氣體分解產(chǎn)物濃度的數(shù)據(jù)，還能利用智能診斷策略自動(dòng)識(shí)別異常模式，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和運(yùn)行條件構(gòu)建綜合性能評(píng)估模型，使得操作人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，確保電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并有效預(yù)防因氣體質(zhì)量下降引發(fā)的故障。

61、本發(fā)明提出一種用于密封容器的sf6氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析方法，當(dāng)檢測(cè)到sf6氣體性能異常時(shí)，采用同位素追蹤與化學(xué)計(jì)量學(xué)方法深入分析氣體質(zhì)量，進(jìn)一步增強(qiáng)了故障診斷的準(zhǔn)確性和深度，不僅有助于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，還提高了維護(hù)效率，減少了不必要的停機(jī)時(shí)間，從而提升了整體運(yùn)營(yíng)的安全性。