[發(fā)明專利]基于核主元分析的支持向量機高壓斷路器故障診斷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410400628.0
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104237777A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈偉;鄭建勇;梅軍;張勇;倪杰;梅飛;朱克東;王敏;周江;季秋謠
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司泰州供電公司;東南大學(xué)
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 泰州地益專利事務(wù)所 32108
• 代理人: 王楚云

1.一種基于核主元分析的支持向量機高壓斷路器故障診斷方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)采集高壓斷路器的分合閘線圈電流曲線作為故障診斷的數(shù)據(jù)庫，包括高壓斷路器在正常運行時的數(shù)據(jù)和高壓斷路器在異常運行時的數(shù)據(jù)；

(2)基于高壓斷路器在正常運行時的數(shù)據(jù)，建立核主元分析的模型；

(3)基于核主元分析的模型，檢測異常數(shù)據(jù)樣本；

(4)運用支持向量機進行故障診斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核主元分析的支持向量機高壓斷路器故障診斷方法，其特征在于：所述的步驟(1)中，高壓斷路器的分合閘線圈電流通過霍爾電流傳感器進行采集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核主元分析的支持向量機高壓斷路器故障診斷方法，其特征在于：所述的步驟(2)中，核主元分析模型的建立包括如下步驟：

(21)采集高壓斷路器在正常運行時的數(shù)據(jù)，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)建立訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)矩陣X_m×n，第i個訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)為x_i；

(22)選取核函數(shù)和核參數(shù)，計算訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)矩陣的核矩陣K，對核矩陣K進行中心化處理得到K′；

(23)計算K′的協(xié)方差矩陣，計算所述的協(xié)方差矩陣的特征值λ_i以及特征向量p_i；

(24)對特征值λ_i按降序排列，得到λ′₁＞λ′₂＞L＞λ′_n，賦值λ_i＝λ′_i；對特征向量p_i進行正交化處理，得到p′₁，p′₂，L，p′_n，賦值p_i＝p′_i；將標準化數(shù)據(jù)矩陣Z_m×n分解為n個特征向量的外積和其中t_i為主元向量，反映了樣本間的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系；

(25)計算排序后的特征值λ_i的累積貢獻率L₁，L₂，L，L_n，根據(jù)設(shè)定閾值ε，若L_k≥ε，則提取主元向量的個數(shù)k；

(26)計算統(tǒng)計量SPE的值并確定置信限。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于核主元分析的支持向量機高壓斷路器故障診斷方法，其特征在于：所述的步驟(3)中，異常數(shù)據(jù)樣本的檢測過程為：首先重新采集高壓斷路器運行過程中的數(shù)據(jù)，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)建立測試樣本數(shù)據(jù)矩陣；然后采用與步驟(2)相同的方法，對測試樣本數(shù)據(jù)矩陣計算核矩陣，直至計算出統(tǒng)計量的值；最后將計算出的統(tǒng)計量SPE的值與步驟(26)得到的置信限進行比較，若超過則判斷為發(fā)生故障，否則正常。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于核主元分析的支持向量機高壓斷路器故障診斷方法，其特征在于：所述的步驟(26)中：

計算統(tǒng)計量SPE的值為

SPE(i)=eieiT=Zi(I-PkPkT)ZiT]]>

其中，e_i為誤差矩陣向量，Z_i為標準化數(shù)據(jù)矩陣向量，P_k＝[p₁，p₂，L，p_k]為正交化處理后的前k個特征向量，

確定置信限為

SPEα=θ1[Cαh02θ2θ1+θ2h0(h0-1)θ12+1]1h0]]>

其中

θi=Σj=k+1nλji(i=1,2,3)]]>

h0=1-2θ1θ33θ22]]>

C_α為正態(tài)分布在檢驗水平α下的臨界值。