一种基于加权距离判别法的变压器状态评价方法技术

本发明专利技术本实施例提供的基于加权距离判别法的变压器状态评价方法，包括以下步骤：S1.选取变压器状态量等级因子；S2.模糊集值统计法确定状态因子权重；S3.由标准限值样本变压器进行状态等级学习；S4.建立判别函数，对待判变压器状态等级判别。本发明专利技术结合状态量权重，提出了变压器状态评价的加权马氏距离判别分析法，并建立变压器状态评价模型。提取变压器的12个数据全面的状态量，利用模糊集值统计法确定状态量权重，结合距离判别理论对样本变压器进行状态等级判断，可以有效消除变压器状态量之间的相互影响。

A Transformer State Evaluation Method Based on Weighted Distance Discrimination

【技术实现步骤摘要】
一种基于加权距离判别法的变压器状态评价方法
本专利技术涉及电力系统设备可靠性分析
，更具体地，涉及一种基于加权距离判别法的变压器状态评价方法。
技术介绍
变压器在整个电力系统中占据着至关重要的地位，变压器是否正常运行在一定程度上决定了电力系统的安全可靠运行。变压器一旦发生故障，最直接的影响是造成用户停电，带来巨大的经济损失，而且变压器的维修需要花费大量的人力物力，因此，在变压器运行过程中对变压器进行状态评价是十分必要的，通过变压器的实时数据对其进行状态评价，及时发现潜在故障于萌芽状态并制定相应的检修策略，从而保障变压器持续正常工作，使得整个变压器系统能够稳定、安全的运行。变压器的状态评价属于一个多参量的决策过程，目前国内外关于变压器状态评价模型的建立大多都是使用权重与状态量值的线性加权的方式进行单个设备的状态评价，没有考虑同类型不同变压器状态之间的关系。对于多台变压器的状态评价及状态等级划分，本文结合权重，引入距离判别法，通过状态量矩阵计算变压器状态之间的距离得到不同变压器状态好坏程度的差异，由样本变压器到各个变压器状态总体的距离判断样本变压器所处的状态等级，对于各个变压器总体的变压器也可以进行回代计算，从而判断其最初的状态等级是否准确。
技术实现思路
为了现有变压器状态评价模型使用权重与状态量值的线性加权的方式进行单个设备的状态评价，没有考虑同类型不同变压器状态之间的关系的问题。本专利技术提出一种基于加权距离判别法的变压器状态评价方法。本专利技术提供的基于加权距离判别法的变压器状态评价方法，包括以下步骤：S1.选取变压器状态量等级因子；S2.模糊集值统计法确定状态因子权重；S3.由标准限值样本变压器进行状态等级学习；S4.建立判别函数，对待判变压器状态等级判别。进一步地，所述的S1通过对电力变压器完备状态量的收集，根据工程实际，从完备状态量集合中初步提取出主要状态量作为样本状态等级因子，并作为加权马氏距离判别模型的判别因子。进一步地，所述的S2采用模糊集值统计法确定状态等级因子权重的包括：由若干评价专家对状态等级因子进行权值区间估计，形成集值统计序列，并评估专家自身的权威性权重值，最终确定状态等级因子的权重。评价指标体系的m个评价指标构成的集合为R＝{R1,R2,…,Rm}，假设参与确定指标权值的专家有c个，其集合为U＝{U1,U2,…,Uc}，对于某一个指标Ri，专家将所给出的集值区间形成一个集值统计序列，用落影函数表示序列分布：当aik≤Ri≤bik时，A[aik,bik]＝1；当Ri<aik或Ri>bik时，A[aik,bik]＝0。于是评价指标Ri的相对权重为：根据专家的职称、学历、年龄以及在本行业的影响力，估计专家自身的权威性权重值为qk，则评价指标Ri的相对权重为：将各评价指标的权重进行归一化得到评价指标权重向量：W＝(w1,...,wi,...,wm)(5)进一步地，所述的S3由标准限值样本变压器进行状态等级学习的具体实现方法包括：将变压器分为四个状态等级，分别是正常状态I、注意状态II、异常状态III、严重状态IV，建立四个变压器状态总体G1,G2,G3,G4，以《国家电网公司设备状态检修技术标准汇编》为依据确定各状态量的状态等级标准限值，以各状态等级因子的各状态等级标准限值为四个变压器状态总体的标准值。进一步地，所述步骤(4)建立判别函数对待判别变压器进行状态等级判别的具体实现方法为：由加权马氏距离判别法建立判别函数，计算样本变压器与每个状态等级总体之间的绝对距离，距离最小的总体即为样本变压器所属状态等级总体。在马氏距离判别分析的基础上加入状态量的权重，加权马氏距离平方为：d2(X,G)＝(X-μ)TΣ-1W(X-μ)(6)其中，W＝diag(w1,w2,…,wm)，0≤wi≤1,i＝1,2,…,m,∑wi＝1，W为各状态量的权重矩阵，为对角矩阵。假设总体G的均值向量为μ，协方差矩阵为∑>0，不妨设∑＝R,μ＝0，其中R为G的相关系数阵，因此，可对数据进行标准化处理，还可消除量纲的影响。这样便可求得∑的非零特征根λ1≥λ2≥…≥λn>0，及其对应的单位化特征向量U1,U2,…,Un，记Λ＝diag(λ1,λ2,…,λn),U＝(U1,U2,…,Un)，则有X’＝UTX,Λ＝UT∑U，记X’＝{x1’,x2’,…,xm’}，则x’对X中各状态量方差总和的贡献率ηi＝λn/tr∑＝λi/trΛ，简称xi’的方差贡献率。记H＝diag(η1,η2,…,ηn)，而μi’＝UTμi,∑i’＝UT∑iU分别为经变换后Gi的均值和协方差矩阵，因为xi’和xj’之间相互独立，i≠j，于是可将xi’的方差贡献率看成是xi’的权重，则X到Gi的加权马氏距离平方为：于是给出加权马氏距离判别法的判别规则，其简化后为：若d12＝min{di2，1≤i≤k}，则X∈GI。由式(9)建立判别函数，计算样本变压器与每个状态等级总体之间的距离平方，距离平方最小的状态等级即为样本变压器所属运行状态等级，即完成对样本变压器状态等级的判别。由于加权马氏距离主要为矩阵运算，计算量大，具体计算过程采用MATLAB编程完成。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术结合状态量权重，提出了变压器状态评价的加权马氏距离判别分析法，并建立变压器状态评价模型。提取变压器的12个数据全面的状态量，利用模糊集值统计法确定状态量权重，结合距离判别理论对样本变压器进行状态等级判断，可以有效消除变压器状态量之间的相互影响。对于已确定状态等级的变压器还可以作为新样本代入已建立的判别函数中进行判别，充分保证了每台变压器状态等级的准确性。附图说明图1为本专利技术提供的基于加权距离判别法的变压器状态评价方法的流程示意图；图2为加权距离判别模型。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供的基于加权距离判别法的变压器状态评价方法，包括以下步骤：S1.选取变压器状态量等级因子；S2.模糊集值统计法确定状态因子权重；S3.由标准限值样本变压器进行状态等级学习；S4.建立判别函数，对待判变压器状态等级判别。进一步地，所述的S1通过对电力变压器完备状态量的收集，根据工程实际，从完备状态量集合中初步提取出主要状态量作为样本状态等级因子，并作为加权马氏距离判别模型的判别因子。进一步地，根据权利要求1所述的基于加权距离判别法的变压器状态评价方法，其特征在于，所述的S2采用模糊集值统计法确定状态等级因子权重的包括：由若干评价专家对状态等级因子进行权值区间估计，形成集值统计序列，并评估专家自身的权威性权重值，最终确定状态等级因子的权重。评价指标体系的m个评价指标构成的集合为R＝{R1,R2,…,Rm}，假设参与确定指标权值的专家有c个，其集合为U＝{U1,U2,…,Uc}，每个指标的集值区间如表1所示。表1评价指标权值的估计区间对于某一个指标Ri，专家将所给出的集值区间形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于加权距离判别法的变压器状态评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：选取变压器状态量等级因子；S2：采用模糊集值统计法确定状态因子权重；S3：由标准限值样本变压器进行状态等级学习；S4：采用加权马氏距离判别法建立判别函数,对待判别变压器状态等级判别。

【技术特征摘要】
1.一种基于加权距离判别法的变压器状态评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：选取变压器状态量等级因子；S2：采用模糊集值统计法确定状态因子权重；S3：由标准限值样本变压器进行状态等级学习；S4：采用加权马氏距离判别法建立判别函数,对待判别变压器状态等级判别。2.根据权利要求1所述的基于加权距离判别法的变压器状态评价方法，其特征在于，所述的S1通过对电力变压器完备状态量的收集，根据工程实际，从完备状态量集合中初步提取出主要状态量作为样本状态等级因子，并作为加权马氏距离判别模型的判别因子。3.根据权利要求1所述的基于加权距离判别法的变压器状态评价方法，其特征在于，所述的S2采用模糊集值统计法确定状态等级因子权重的包括：由若干评价专家对状态等级因子进行权值区间估计，形成集值统计序列，并评估专家自身的权威性权重值，最终确定状态等级因子的权重。4.根据权利要求1所述的基于加权距离判别法的变压器状态评价方法，其特征在于，所述的S3由标准限值样本变压器进行状态等级学习的具体实现方法包括：将变压器分为四个状态等级，分别是正常状态I、注意状态II、异常状态III、严重状态IV，对应建立四个变压器状态总体G1,G2,G3,G4，确定各状态量的状态等级标准限值，以各状态等级因子的各状态等级标准限值为四个变压器状态总体的标准值。5.根据权利要求1所述的基于加权距离判别法的变压器状态评价方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开轩，常怡东，林棣伟，李浩成，简永贤，李佳，黄燕华，邵玉明，冯钰琳，梁海锋，陈灯念，吴柏涛，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东,44