[發(fā)明專利]基于主成分分析法和支持向量機(jī)的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811511861.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN109740859A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉興華;高鵬;韓克存;呂學(xué)賓;楊超;謝同平;于洋;孫鵬;郭建;劉洪順;季亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q10/00;G06K9/62
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本公開公開了一種基于主成分分析法和支持向量機(jī)的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法及系統(tǒng)，首先采用主成分分析法(PCA)對(duì)變壓器數(shù)量繁雜的狀態(tài)信息進(jìn)行降維處理，剔除數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，選擇最有價(jià)值的關(guān)鍵參量，從而降低了后續(xù)計(jì)算的復(fù)雜程度。隨后，使用LS?SVM作為分類器，將上述的關(guān)鍵參量作為輸入，利用粒子群算法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，對(duì)變壓器的狀態(tài)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)提出多級(jí)SVM的體系，解決SVM一對(duì)多的分類問題，建立變壓器的狀態(tài)評(píng)估模型。本公開在減少參量數(shù)目降低計(jì)算復(fù)雜程度的同時(shí)，又保證了變壓器狀態(tài)判斷的精確度，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了較好的保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及變壓器相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及基于主成分分析法和支持向量機(jī)的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

自上世紀(jì)70年代，我國(guó)電網(wǎng)進(jìn)入高速建設(shè)時(shí)期，電網(wǎng)的規(guī)模也快速擴(kuò)大，這種趨勢(shì)一直延續(xù)到近兩年的特高壓工程建設(shè)。變壓器是電力系統(tǒng)中最常見、也是最重要的樞紐設(shè)備之一，是用來改變電壓和電流、傳輸電能的一種靜止電器。從發(fā)電廠到輸電線路再到配電網(wǎng)絡(luò)，每一步的電能轉(zhuǎn)化都需要用到變壓器。由此可見，變壓器的狀態(tài)和電力系統(tǒng)的狀態(tài)緊密相聯(lián)。只有確保變壓器能安全的工作，才能做到保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行。但是由于自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜以及工作環(huán)境等原因，變壓器的故障時(shí)有發(fā)生，事故率一直非常高。

目前對(duì)變壓器進(jìn)行監(jiān)督的主要手段是以預(yù)防性實(shí)驗(yàn)為主，按照國(guó)家電網(wǎng)《電力變壓器檢修導(dǎo)則》中的規(guī)定，新變壓器運(yùn)行滿5年要進(jìn)行首次大修，以后每年一小修，每十年一大修。隨著電網(wǎng)規(guī)模和電壓等級(jí)的不斷提升，傳統(tǒng)的定期檢修體制慢慢暴露了它的嚴(yán)重缺陷。停工檢修的周期太死板，缺少靈活性，無法應(yīng)付多工況的電網(wǎng)環(huán)境以及變壓器的更新速度。其次定期試驗(yàn)和大修都需要停電，消耗大量的人力物力財(cái)力，同時(shí)停電工況和平時(shí)運(yùn)行狀態(tài)相差太多，一定程度上影響了預(yù)防性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

所以國(guó)家電網(wǎng)開始實(shí)行新的科學(xué)檢修維護(hù)系統(tǒng)——狀態(tài)檢修體系。狀態(tài)檢修利用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段，獲取電力系統(tǒng)中的各項(xiàng)工況數(shù)據(jù)，再用評(píng)估手段和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)手段來判斷電力設(shè)備的狀態(tài)，對(duì)故障程度作出判斷，并根據(jù)診斷結(jié)果決定下一次檢修的時(shí)間及相關(guān)設(shè)備。很大程度上解決了以往“維修過剩”的現(xiàn)象。

為了能更早發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀況，應(yīng)該針對(duì)漸變過程進(jìn)行診斷。電力系統(tǒng)的故障診斷是對(duì)故障進(jìn)行分析的重要環(huán)節(jié)。近年來，許多專家對(duì)故障診斷技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，提出了很多可行的方法，總體可以歸為三類：基于數(shù)學(xué)模型的方法、基于信號(hào)處理的方法、基于知識(shí)的診斷方法。

這些方法各有優(yōu)劣，但是狀態(tài)參量過多、計(jì)算過程復(fù)雜始終是難以解決的一道門檻。一旦降低參量數(shù)目，又會(huì)面臨精確度太低的問題。

因此，如何在保證精確度的同時(shí)降低計(jì)算復(fù)雜程度，使得狀態(tài)評(píng)估能真正的推廣到實(shí)際應(yīng)用中，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供最好的保障，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本公開為了解決上述問題，提出了一種基于主成分分析法和支持向量機(jī)的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法及系統(tǒng)，首先采用主成分分析法(PCA)對(duì)變壓器數(shù)量繁雜的狀態(tài)信息進(jìn)行降維處理，剔除數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，選擇最有價(jià)值的關(guān)鍵參量，從而降低了后續(xù)計(jì)算的復(fù)雜程度。隨后，使用LS-SVM作為分類器，將上述的關(guān)鍵參量作為輸入，利用粒子群算法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，對(duì)變壓器的狀態(tài)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)提出多級(jí)SVM的體系，解決SVM一對(duì)多的分類問題，建立變壓器的狀態(tài)評(píng)估模型。本公開在減少參量數(shù)目降低計(jì)算復(fù)雜程度的同時(shí)，又保證了變壓器狀態(tài)判斷的精確度，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了較好的保障。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

一種或多個(gè)實(shí)施例提供了一種基于主成分分析法和支持向量機(jī)的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法，包括如下步驟：

確定電力變壓器關(guān)鍵性能狀態(tài)量集合，根據(jù)每一個(gè)關(guān)鍵性能狀態(tài)量的影響因子確定單項(xiàng)狀態(tài)量集合；