[發明專利]一種變壓器故障早期診斷預警方法和系統有效

申請號：	201810901932.1	申請日：	2018-08-09
公開（公告）號：	CN109214527B	公開（公告）日：	2020-10-30
發明（設計）人：	李冰;郭壁壘;姜曉;程瀟黠;彭文才;孫延嶺;熊光亞;潘偉峰;姜鑫;景波云;徐高志;羅孝兵;華濤;李桂平	申請（專利權）人：	南瑞集團有限公司;國電南瑞科技股份有限公司
主分類號：	G06Q10/00	分類號：	G06Q10/00;G06Q10/04;G06N3/00;G06F16/28
代理公司：	南京縱橫知識產權代理有限公司 32224	代理人：	張倩倩;董建林
地址：	210003 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種變壓器故障早期診斷預警方法系統
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【說明書】：

本發明公開一種變壓器故障早期診斷預警方法和系統，包括：S1，獲取變壓器當前監測數據，以及已知故障類型的歷史監測數據；S2，對獲取到的數據進行標準化處理；S3，利用經典蟻群聚類算法對標準化特征值進行聚類計算；S4，將聚類結果中相似度較高的類和離群點進行合并，作為最終聚類結果；S5，查找當前監測數據所在的簇位置，根據相應簇中大部分故障數據所屬的故障類型，判斷當前監測數據對應的故障類型；S6，輸出故障類型判斷結果。本發明基于聚類算法對變壓器故障氣體特征數據進行動態分析，以準確判斷設備的健康狀況，對設備故障進行早期預警。

技術領域

本發明涉及變壓器故障診斷技術領域，特別是一種變壓器故障早期診斷預警方法和系統。

背景技術

隨著我國電力行業的迅速發展，對電力的需求也呈現出快速增長的趨勢，2009年以來國家電網公司提出了智能電網的發展戰略，確保智能化變電站的安全可靠運行是實現整個智能電網穩定運行的主要條件之一，而智能化電力變壓器又是智能化變電站的重要組成部分，因此及時可靠地對智能化電力變壓器潛在的故障進行診斷，以確保電網的安全、穩定、經濟的運行。

目前基于各種聚類算法的故障診斷方法被應用到了變壓器故障診斷中，在對機組的狀態進行預測評估的過程中，模糊聚類算法(FCM)得到了更多的應用。FCM聚類算法是比較典型的聚類算法，它要解決的問題是為一個事件或者數據對象分類，可以根據輸入的類的數目不同(即K值得不同)，對數據集進行自動歸類。近些年隨著人工智能在各個領域的廣泛應用，更多的基于人工智能的聚類算法開始應用到了變壓器的故障診斷中，應用比較多的有，神經網絡算法，遺傳算法，蟻群聚類算法等。

FCM聚類算法雖然理論上很成熟，使用起來也比較容易，但它也有一個很明顯的缺點，那就是用戶必須事先給出要生成的簇的數目K，很多時候，我們所面對的變壓器故障數據是一種動態的數據集，簇的數目并非一成不變的，所以FCM在監測數據處理及分析中遇到了瓶頸。

傳統蟻群聚類算法存在另外一個比較棘手的問題--離群點問題，形成原因主要是因為在算法結束時，有一些游離的數據對象沒有指定到某個類中，包括算法結束時螞蟻放下的背負著的數據對象和某些算法迭代過程中被迫放下的數據對象。

發明內容

本發明的目的是提供一種變壓器故障早期診斷預警方法和系統，基于聚類算法對變壓器故障氣體特征數據進行動態分析，以準確判斷設備的健康狀況，對設備故障進行早期預警。

本發明采取的技術方案為：一種變壓器故障早期診斷預警方法，包括：

S1，獲取變壓器監測數據，所述變壓器監測數據包括當前監測數據，以及已知故障類型的歷史監測數據；

S2，對獲取到的數據進行標準化處理，得到變壓器監測數據的標準化特征值；

S3，利用經典蟻群聚類算法對標準化特征值進行聚類計算，得到包含離群點的聚類結果；

S4，將S3得到的聚類結果中相似度較高的類和離群點進行合并，將合并后的類作為最終聚類結果；

S5，查找當前監測數據所在的簇位置，根據相應簇中大部分故障數據所屬的故障類型，判斷當前監測數據對應的故障類型；

S6，輸出故障類型判斷結果。

S1中，歷史監測數據為從公開發表的期刊中搜集已經確定故障類型的161組變壓器特征氣體數據，本發明對當前監測數據進行標注以區分便于后續分析操作。