[發(fā)明專利]一種處理變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量提升方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211404661.1
• 申請(qǐng)日: 2022-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115689367A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊露;郭濤;段兵;李時(shí)珍;張睿;朱啟龍;王允光;王永志;楊濤;余云光;鄧亞奎;張志磊;蔣紹華;陳雄;李茂兵;高林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局
• 主分類號(hào): G06Q10/0639
• 分類號(hào): G06Q10/0639;G06Q50/06;G01R31/00;G06F18/23
• 代理公司: 昆明合眾智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 53113
• 代理人: 范嚴(yán)生

1.一種處理變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量提升方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)狀態(tài)屬性的定義；

S1.1、針對(duì)待處理的時(shí)序數(shù)據(jù)中包含的異常數(shù)據(jù)建立合理的假設(shè)，包括但不限于正常數(shù)據(jù)、正常有效數(shù)據(jù)及異常數(shù)據(jù)；

S1.2、針對(duì)待處理的時(shí)序數(shù)據(jù)中包含的缺失數(shù)據(jù)建立合理的假設(shè)，包括但不限于孤立缺失點(diǎn)、連續(xù)缺失點(diǎn)及連續(xù)缺失段；

S2、變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)中異常值的去除；

S2.1、根據(jù)檢測(cè)過(guò)程是否存在中斷，將原始時(shí)序數(shù)據(jù)集劃分成數(shù)據(jù)子集；

S2.2、利用標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)序數(shù)據(jù)集/時(shí)序數(shù)據(jù)子集；

S2.3、采用自底而上的分層聚類算法作為預(yù)聚類確定密度聚類算法中需要提前給定的超參數(shù)；

S2.4、采用基于密度的聚類算法確定異常數(shù)據(jù)；

S3、變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)中缺失值的填補(bǔ)；

S3.1、利用一維線性插值填補(bǔ)變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)中包含的孤立缺失點(diǎn)；

S3.2、利用三次樣條插值填補(bǔ)變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)中包含的連續(xù)缺失點(diǎn)；

S3.3、利用多元線性回歸填補(bǔ)變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)中包含的連續(xù)缺失段。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量提升方法，其特征在于，所述S1.1.中，針對(duì)待處理的時(shí)序數(shù)據(jù)中包含的異常數(shù)據(jù)建立合理的假設(shè)，具體為：

定義集中在空間中同一簇的數(shù)據(jù)為正常數(shù)據(jù)；

定義由于變壓器老化產(chǎn)生的對(duì)故障診斷有用的數(shù)據(jù)為正常有效數(shù)據(jù)；

定義明顯偏離正常數(shù)據(jù)且不是由變壓器老化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量提升方法，其特征在于，所述S1.2中，針對(duì)待處理的時(shí)序數(shù)據(jù)中包含的缺失數(shù)據(jù)建立合理的假設(shè)，具體為：

將數(shù)據(jù)段中，某種狀態(tài)量的某個(gè)觀測(cè)值發(fā)生缺失，但其超前或滯后的時(shí)間點(diǎn)處的觀測(cè)值是完整已知的缺失值定義為孤立缺失點(diǎn)；

將數(shù)據(jù)段中，某種狀態(tài)量的觀測(cè)值在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生連續(xù)缺失，但其他狀態(tài)量的觀測(cè)值較為完整額缺失值定義為連續(xù)缺失點(diǎn)；

將數(shù)據(jù)段中，某個(gè)時(shí)間段內(nèi)多類狀態(tài)量的觀測(cè)值同時(shí)出現(xiàn)連續(xù)缺失的缺失值定義為連續(xù)缺失段。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量提升方法，其特征在于，所述S2.2中，利用標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)序數(shù)據(jù)集/時(shí)序數(shù)據(jù)子集的公式為：

其中，x_ij為原始數(shù)據(jù)點(diǎn)，為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)點(diǎn)，為第j類狀態(tài)量對(duì)應(yīng)的均值，δ_j為第j類狀態(tài)量對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量提升方法，其特征在于，所述S3.1中，一維線性插值的預(yù)測(cè)值計(jì)算方法為：

利用上一時(shí)刻和下一時(shí)刻相同變量下觀測(cè)值的算法平均值作為該時(shí)刻的預(yù)測(cè)值，其具體計(jì)算公式為：

其中，為所需的一維線性插值預(yù)測(cè)值，x_(i-1)j和x_(i+1)j分別為上一時(shí)刻和下一時(shí)刻相同變量下的觀測(cè)值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量提升方法，其特征在于，所述S3.2中，三次樣條插值的預(yù)測(cè)值計(jì)算方法為：

利用超前的兩個(gè)時(shí)刻和滯后的兩個(gè)時(shí)刻相同變量下觀測(cè)值來(lái)構(gòu)造插值函數(shù)，利用插值函數(shù)計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的預(yù)測(cè)值，三次樣條插值的預(yù)測(cè)值具體計(jì)算公式為：

其中，y_j和m_j分別為對(duì)應(yīng)點(diǎn)處的函數(shù)值和二階導(dǎo)數(shù)值；

利用S(x)求解三次樣條插值的具體步驟主要分為如下步驟：

(1)首先確定S(x)與二階導(dǎo)數(shù)值的關(guān)系；

(2)求出中間節(jié)點(diǎn)上的一階導(dǎo)數(shù)值；

(3)最終S(x)的求解可歸集為求解一個(gè)線性方程組。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理變壓器狀態(tài)檢測(cè)多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量提升方法，其特征在于，所述S3.3中，多元線性回歸的預(yù)測(cè)值計(jì)算方法為：

通過(guò)構(gòu)建多元線性回歸模型，利用回歸方程實(shí)現(xiàn)對(duì)因變量的預(yù)測(cè)，具體模型如下：

多元線性回歸方程：

Y＝Xβ+ε；

其中，Y為因變量，X為自變量，β為回歸系數(shù)向量，ε為誤差項(xiàng)量；作為β的估計(jì)值，其計(jì)算方式如下：

當(dāng)給定了X的預(yù)測(cè)值X_test是，則Y的預(yù)測(cè)值為