[發明專利]基于多元時間序列的變電設備在線監測分析系統及其方法

有效

• 申請號: 201410654947.4
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104330675A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 郗曉光;高士偉;劉兆領;鄭悅;姚瑛;李琳;王浩鳴;唐慶華;滿玉巖;張馳
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種基于多元時間序列的變電設備在線監測分析系統，其特征在于：由安裝在變電設備上的多個數據采集處理終端及主控平臺連接構成，所述的數據處理終端包括各類傳感器及其調理電路、主控模塊和IEC61850規約轉換模塊，各類傳感器及其調理電路連接到主控模塊上，主控模塊對各種傳感器數據進行處理并發送給IEC61850規約轉換模塊，該IEC61850規約轉換模塊進行規約轉換并通過以太網與主控平臺進行數據傳輸。

2.根據權利要求1所述的基于多元時間序列的變電設備在線監測分析系統，其特征在于：所述的各類傳感器及其調理電路包括用于監測變壓器油氣分離后氣體濃度的半導體氣敏傳感器及其信號調理電路、用于監測變壓器頂層油溫的鉑電阻及其信號調理電路和用于監測環境溫度的環境溫度傳感器，所述的半導體氣敏傳感器及其信號調理電路連接到主控模塊的A/D轉換器上，所述的鉑電阻及其信號調理電路連接到主控模塊的A/D轉換器上，所述的環境溫度傳感器連接到主控模塊中的A/D轉換器。

3.根據權利要求1所述的基于多元時間序列的變電設備在線監測分析系統，其特征在于：所述主控模塊采用LPC2292芯片，所述IEC61850規約轉換模塊采用OK6410嵌入式開發板。

4.一種如權利要求1至3任一項所述在線監測分析系統的分析方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、令S為由M維度量空間的點代表的N個數據對象S＝{x_i|i＝1，2，...，N}的集合，將S分成k個子集W₁，W₂，...W_k的一個劃分稱為k-聚類，其中每個W_i稱為一個簇，聚類簇中心依次為c₁，c₂，...，c_k，其中n_j是簇W_j中數據對象的個數，使用如下聚類目標函數來衡量聚類質量好壞：

J=Σj=1kΣi=1nidij(xj,cj)---(1)]]>

其中，d_ij(x_j，c_j)表示數據對象x_j與聚類中心c_j之間的歐式距離，目標函數J表示每個數據對象與所在的聚類中心的距離之和；

步驟2、對特征屬性值進行如下標準化處理：

Sf=1NΣi=1n(Xif-mf)---(2)]]>

其中x_1f，...，x_nf是f的n個屬性特征值，m_f是f的平均值，其計算公式為：

mf=1NΣi=1nxif---(3)]]>

步驟3、確定待檢測的在線監測時間序列數據，通過滑動時間窗口SW篩選出候選的異常數據集Q＝{A₁，A₂，...，A_N}，并在時間序列上標記每個候選異常數據TQ={tA1,tA2,...,tAN};]]>

步驟4、判斷異常數據集Q中的數據點是是否屬于步驟1中的K個聚類簇，若不屬于則為異常數據點a_i。

步驟5、根據步驟2中兩個公式的輸出結果，比較異常數據點a_i及鄰近的其他時刻數據點情況，對該多元時間序列進行異常模式的分析：當異常多元數據點a_i相鄰時間段的連續m個數據點全部或者大多數不屬于步驟1中K個聚類簇，屬于IO異常模式，則判斷該設備可能出現了異常的運行狀態，根據上述m個異常數據點的產生時刻段可以推斷出異常狀態的發生時間；當異常多元數據點a_i相鄰時間段的連續m個數據點沒有或者少數屬于步驟1中K個聚類簇，屬于AO異常模式，則判斷該段數據中存在少數幾個噪聲點，屬檢測裝置不穩定。