[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（公告）號(hào): CN115689367A
• 公開（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

本發(fā)明涉及輸變電設(shè)備中變壓器狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及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。包括：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；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；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)。本發(fā)明設(shè)計(jì)能處理多種類型的異常值、針對(duì)不同缺失值采用不同的填補(bǔ)方式，通過簡(jiǎn)單的預(yù)處理結(jié)合基于密度的聚類算法來確定變壓器狀態(tài)檢測(cè)的時(shí)序數(shù)據(jù)中存在的異常數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上采用一維線性插值、三次樣條插值和多元線性回歸來填補(bǔ)多種不同類型的缺失值，能夠有效提升變壓器狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，對(duì)變壓器故障診斷提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，便于后續(xù)開展變壓器故障的識(shí)別。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸變電設(shè)備中變壓器狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及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。

背景技術(shù)

變壓器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，它承擔(dān)著電壓變換、電能分配和轉(zhuǎn)移的重任，變壓器的正常運(yùn)行是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保證，但由于變壓器在長(zhǎng)期運(yùn)行中，故障和事故是不可能完全避免的，因此，需要對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，才能更準(zhǔn)確地進(jìn)行故障的定位，從而通過科學(xué)有效的診斷方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)中的事故隱患，對(duì)變壓器的人工維護(hù)提供信息和指導(dǎo)。隨著大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，變壓器運(yùn)行狀態(tài)智能診斷技術(shù)面臨的問題已由數(shù)據(jù)不足轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)過剩，如何對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，從數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊的海量數(shù)據(jù)中提取有效的數(shù)據(jù)來進(jìn)行變壓器狀態(tài)的檢測(cè)成為一個(gè)新的挑戰(zhàn)。

變壓器狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)是典型的多變量時(shí)間序列數(shù)據(jù)，時(shí)序數(shù)據(jù)往往由于各種干擾而不精確，會(huì)存在缺失值、噪聲、不一致等諸多問題，為了保證從變壓器狀態(tài)檢測(cè)的時(shí)序數(shù)據(jù)中挖掘出真實(shí)可靠的信息，就必須先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，對(duì)包含的錯(cuò)誤信息進(jìn)行處理。在實(shí)際中，受外部環(huán)境干擾、傳感器故障和信號(hào)中斷等因素的影響，變壓器狀態(tài)檢測(cè)時(shí)序數(shù)據(jù)主要存在兩個(gè)問題：一是由于隨機(jī)因素產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)會(huì)破壞時(shí)序數(shù)據(jù)的正常規(guī)律，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)觀測(cè)值隨著時(shí)間推移呈現(xiàn)異常的波動(dòng)，或者是在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生較大沖激的變化現(xiàn)象；二是由于自然因素或人為因素會(huì)不可避免的存在缺失值，這會(huì)破壞時(shí)序數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。

綜上，異常值和缺失值的存在會(huì)使得絕大多數(shù)故障識(shí)別方法不能很好的開展，因此在進(jìn)行變壓器故障識(shí)別之前進(jìn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)的預(yù)處理，剔除異常值和填補(bǔ)缺失值的工作具有重要意義。鑒于此，我們提出了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。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供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，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題的解決，本發(fā)明的目的之一在于，提供了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，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)，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)；

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)，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；

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；