[發(fā)明專利]基于支持向量機(jī)識(shí)別六氟化硫局部放電特性的絕緣缺陷

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711049428.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN107862332A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚強(qiáng);伏進(jìn);唐炬;邱妮;苗玉龍;宮林;曾福平;劉曉秋;胡曉銳;籍勇亮;張施令
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司;國(guó)家電網(wǎng)公司;武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 胡柯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及支持向量機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于支持向量機(jī)識(shí)別六氟化硫局部放電特性的絕緣缺陷。

背景技術(shù)

六氟化硫(SF₆)氣體由于其優(yōu)良的絕緣和滅弧性能而廣泛應(yīng)用于氣體絕緣設(shè)備中。然而，SF₆氣體絕緣設(shè)備(簡(jiǎn)稱SF₆電氣設(shè)備，如氣體絕緣組合電器GIS、氣體絕緣斷路器GCB、氣體絕緣變壓器GIT以及氣體絕緣線路或管道GIL等)在制造、運(yùn)輸、安裝、檢修和運(yùn)行等過(guò)程中，內(nèi)部不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種絕緣缺陷，如導(dǎo)體上的金屬毛刺、部件松動(dòng)或接觸不良、導(dǎo)體與支撐絕緣子剝離形成的氣隙、檢修后的遺留物以及腔體內(nèi)的金屬微粒等，這些都會(huì)使SF₆設(shè)備內(nèi)部形成不同程度的絕緣缺陷，從而導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部電場(chǎng)發(fā)生畸變，進(jìn)而產(chǎn)生局部放電(PD)。

當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的PD時(shí)，一方面，PD會(huì)加快對(duì)設(shè)備內(nèi)部絕緣的進(jìn)一步破壞，最終導(dǎo)致絕緣故障造成停電事故，對(duì)運(yùn)行中的SF₆設(shè)備是一種潛在的隱患，有絕緣“腫瘤”之稱；另一方面，PD又是有效表征絕緣狀況的特征量，通過(guò)對(duì)SF₆電氣設(shè)備的PD進(jìn)行檢測(cè)并進(jìn)行模式識(shí)別，可以在很大程度上發(fā)現(xiàn)SF₆設(shè)備內(nèi)部存在的絕緣缺陷及類型。因此，識(shí)別絕緣缺陷的產(chǎn)生對(duì)保證SF₆電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的就是提供一種基于支持向量機(jī)識(shí)別六氟化硫局部放電特性的絕緣缺陷，保證SF₆設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高其對(duì)各類缺陷的區(qū)分度，可以提高對(duì)絕緣故障的處理效率。

本發(fā)明的目的是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種基于支持向量機(jī)識(shí)別六氟化硫局部放電特性的絕緣缺陷，它包括有：所述絕緣缺陷的識(shí)別過(guò)程如下：

S1：構(gòu)造支持向量機(jī)分類器；

S2：對(duì)支持向量機(jī)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；

S3：獲取六氟化硫的分解數(shù)據(jù)；

S4：支持向量機(jī)對(duì)六氟化硫的分解數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別。

進(jìn)一步，步驟S1中支持向量機(jī)分類器的構(gòu)造過(guò)程如下：

S11：假定樣本集為其中，x_i∈Rⁿ為輸入向量，N表示樣本個(gè)數(shù)，y_i∈{±1}為類標(biāo)號(hào)，則輸入向量在高維空間F中對(duì)應(yīng)的向量為φ(x)；

S12：在F空間中構(gòu)造超平面f(x)＝(w·φ(x))+b，其中w為超平面的法向量，b為偏移量；

S13：存在一個(gè)超平面，使得兩類樣本間隔最大，這個(gè)超平面稱為最優(yōu)分類面，此時(shí)w＝w^*,b＝b^*。

進(jìn)一步，S14：求解步驟S13的最優(yōu)分類面f(x)＝(w^*·φ(x))+b^*的問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為：

其中，ξ_i為松弛因子，C>0稱為懲罰因子，上述最優(yōu)分類面求解問(wèn)題為具有線性約束的二次規(guī)劃問(wèn)題，求解后的表達(dá)式如下：

s.t.α_i≥0,β_i≥0(4)

其中α_i，β_i為拉格朗日乘子。

進(jìn)一步，S15：將步驟S14轉(zhuǎn)化為對(duì)偶問(wèn)題可得：

由式(5)和式(6)求出α_i以及其中，K(x_i,x_j)＝φ(x_i)·φ(x_j)，稱為核函數(shù)。

進(jìn)一步，S16：步驟S15中的核函數(shù)采用高斯徑向基核，其表達(dá)式為：

S17：由KKT條件可以得到式(8)，從中可以求得b^*；

S18：最終可以求得最優(yōu)分類面f(x)＝(w^*·φ(x))+b^*，根據(jù)最優(yōu)分類面可以得到分類判別函數(shù)為：

進(jìn)一步，步驟S1中支持向量機(jī)的分類器構(gòu)造還包括：

S101：如果樣本有k類，則構(gòu)造k(k-1)/2個(gè)分類器；

S102：當(dāng)對(duì)樣本進(jìn)行分類時(shí)，將樣本同時(shí)輸入這k(k-1)/2個(gè)分類器:；

S103：統(tǒng)計(jì)分類結(jié)果，將結(jié)果中得票最多類別作為樣本所屬的類。