[發明專利]一種基于聚類特征樹的變壓器無監督運行狀態識別方法

在審

• 申請號: 202010795750.8
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112132173A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 魏星;陳奐;桂昌乾;許朝萍;覃義榮;楊昌友;楊皓;劉君;石鵬昌;張顯文;張宇紅;詹樂貴;廖文彪;潘雄峰;趙輝;王帥;鄭小波;王龍;鄭文;顏世強;鄧華;張旭;沈正康;楊小軍;李姜嫻;王志甫;趙勝;謝菲;楊鍇;劉佳;楊昌碑
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

1.一種基于聚類特征樹的變壓器無監督運行狀態識別方法，其特征在于：所述方法包括：

根據變壓器在線監測數據進行聚類特征樹建模，發掘變壓器穩定運行時的狀態模式和特征；

對當前時刻在線監測數據進行分析計算；

匹配狀態模式和特征并給出運行狀態的識別結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于聚類特征樹的變壓器無監督運行狀態識別方法，其特征在于：所述聚類特征數建模包括以下步驟：

步驟S21：根據變壓器穩定運行時的歷史在線監測數據進行Birch層次聚類，構建聚類特征樹，選擇最能表征變壓器運行狀態的在線監測油中溶解氣體來構建訓練集；

步驟S22：從訓練集依次讀入樣本，從根節點依次往下到內部節點再到葉節點進行訪問，將樣本點不斷放入節點中的元組，設置元組半徑r，每新讀入一個樣本，計算該樣本與各個節點中各元組集合的豪斯多夫距離d_H，如d_Hr，則加入該元組，否則設置新元組放置該樣本，不斷重復上述過程，直到所有樣本都被放置在聚類特征樹節點中的元組，每個節點就是一個聚類的簇，記錄每個簇的中心向量。

3.根據權利要求2所述的一種基于聚類特征樹的變壓器無監督運行狀態識別方法，其特征在于：所述豪斯多夫距離的計算公式如下：

d_H(A,B)＝max(d_h(A,B),d_h(B,A))；

其中，A和B表示兩個集合，a和b分別是兩個集合中的樣本點。

4.根據權利要求2或3所述的一種基于聚類特征樹的變壓器無監督運行狀態識別方法，其特征在于：根據Birch聚類特征樹的聚類結果標記變壓器穩定狀態模式，標記步驟如下：

剔除聚類結果中離群樣本組成的簇；聚類結果中由稀疏數據組成的節點簇的狀態模式不足以代表整體樣本的模式特征，將這些稀疏數據簇作為離群樣本剔除，只考慮稠密數據的簇，其中，稀疏數據指節點中所有元組樣本總數量少于所有簇的平均樣本量；

根據剔除離群樣本后的簇中的樣本范圍來標記穩定模式域。

5.根據權利要求4所述的一種基于聚類特征樹的變壓器無監督運行狀態識別方法，其特征在于：剔除后剩余n個簇C1、C2、……，Cn，分別計算n個簇樣本集合之間的平均距離d_avg，如C1與C2之間的平均距離d_avg(C1,C2)的計算公式如下：

其中，歐式距離d(c_1i,c_2j)＝||c_1i-c_2j||₂；i和j分別表示C1、C2簇的第i和第j個樣本，以此類推，將n個簇的中心計算平均值作為穩定模式簇的質心，d_mean為半徑畫圓，該范圍標記為穩定模式域，其中，d_mean等于n個簇樣本集合之間的平均距離之和除以n。

6.根據權利要求5所述的一種基于聚類特征樹的變壓器無監督運行狀態識別方法，其特征在于：識別變壓器運行狀態是根據穩定模式域識別當前變壓器運行狀態，通過計算當前時刻在線監測數據樣本與穩定模式域中質心的歐式距離d，如果d≤d_mean，則將此時的變壓器運行狀態識別為正常，否則標記為異常。

7.一種計算機裝置，包括存儲器、處理器及儲存在存儲器上并能夠在處理器上運行的計算機程序，其特征在于：所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1-6任一項所述的方法。

8.一種計算機可讀存儲介質，其上儲存有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-6任一項所述的方法。