[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)挖掘的設(shè)備狀態(tài)預(yù)測分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810631261.1
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN109460846B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖艷煒;樓平;蔣水中;陳家乾;趙靜;馬玲華;林承錢;顧偉康;陳睿智;徐榮華;盧冰;徐國華;唐劍;婁良;姚軍;沈莉;陸剛
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司湖州供電公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06N3/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明通過分析運(yùn)用主變壓器的狀態(tài)指標(biāo)，基于數(shù)據(jù)挖掘的LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析模型和高維向量距離確定方法對設(shè)備的未來狀態(tài)實現(xiàn)預(yù)判。利用PCA方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，通過PCA方法求出數(shù)據(jù)集的主元，選取最重要的部分，將其余的維數(shù)省去，達(dá)到降維和簡化模型的目的，間接地對數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮處理，同時很大程度上保留了原數(shù)據(jù)的信息。采用階段式前向推進(jìn)對比的方式，通過分析曲線的特性，通過對比不同周期的方式，對不同時間維度的曲線進(jìn)行全壽命周期對比，篩選出最優(yōu)周期作為趨勢預(yù)判的閾值。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測效率高、精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及評估技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于數(shù)據(jù)挖掘的設(shè)備狀態(tài)預(yù)測分析方法。

背景技術(shù)

在變壓器的研究上我們主要通過溫度、負(fù)荷、短路電流及變壓器油中氣體含量等相關(guān)的因素的變化來展開對其的狀態(tài)預(yù)測評估分析；通過對這類輸變電設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)預(yù)測分析，對設(shè)備風(fēng)險進(jìn)行多因素評估，多途徑的風(fēng)險評價，及時提前揭示設(shè)備的安全隱患，對實現(xiàn)檢修工作的事后被動型向事前主動型的轉(zhuǎn)變，提升設(shè)備監(jiān)控工作效能，及時動態(tài)掌控監(jiān)控運(yùn)行態(tài)勢和指導(dǎo)設(shè)備監(jiān)控工作開展具有重要意義。因此有必要設(shè)計一種高效率高精確度的設(shè)備狀態(tài)智能預(yù)測分析方法,從而提高輸變電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)水平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決上述技術(shù)問題，提供了一種高效率高精度的設(shè)備狀態(tài)智能預(yù)測分析方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于數(shù)據(jù)挖掘的設(shè)備狀態(tài)預(yù)測分析方法，其特征是：包括以下步驟：

S1：狀態(tài)指標(biāo)選取及獲取，對所研究設(shè)備進(jìn)行指標(biāo)選取并獲取指標(biāo)相關(guān)信息，得到原始狀態(tài)指標(biāo)；

S2：狀態(tài)指標(biāo)預(yù)測，運(yùn)用LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分別預(yù)測所選取指標(biāo)的未來走勢，得到預(yù)測狀態(tài)指標(biāo)；

S3：狀態(tài)指標(biāo)PCA聚合，對預(yù)測狀態(tài)指標(biāo)和原始狀態(tài)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，選取合適的降維維度，通過PCA將各狀態(tài)指標(biāo)聚合為綜合預(yù)測曲線和綜合曲線；

S4：獲取變化率最小區(qū)間，對S3所得曲線圖進(jìn)行處理得出預(yù)測變化率最小區(qū)間和原始變化率最小區(qū)間；

S5：得出預(yù)測結(jié)果，比較預(yù)測變化率最小區(qū)間和原始變化率最小區(qū)間，得出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)趨勢。

作為上述方案的一種優(yōu)選方案，所述的步驟S4包括以下步驟：

S01：獲取窗口梯度曲線，根據(jù)綜合預(yù)測曲線、綜合曲線和梯度計算公式得出預(yù)測窗口梯度曲線圖和原始窗口梯度曲線圖，梯度計算公式如下：

θ表示x軸正方向，mn且m，n≥0，njm，i＝{1,2,3…Xmax}，f_i為區(qū)域內(nèi)梯度的累加和；

S02：獲取窗口變化率，根據(jù)窗口梯度曲線圖、原始窗口梯度曲線圖和梯度變化率公式得出預(yù)測綜合變化率曲線圖和原始綜合變化率曲線圖，梯度變化率公式如下：

θ表示x軸正方向，mn且m，n≥0，njm，i＝{1,2,3…Xmax}，k_i為區(qū)域內(nèi)單位間隔內(nèi)梯度的總和變化率；

S03：計算變化率最小區(qū)間，根據(jù)S01、S02所得曲線圖和變化率最小區(qū)間計算公式得出預(yù)測變化率最小區(qū)間和原始變化率最小區(qū)間，變化率最小區(qū)間計算公式如下：

F_i＝min(f_i+k_i)i＝{1，2，3，...，x_max}

F_i為變化率；