一種變壓器越限運(yùn)行特征分析方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種變壓器越限運(yùn)行特征分析方法，包括以下步驟：首先獲取變壓器歷史負(fù)載數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，根據(jù)變壓器負(fù)載越限閾值a，判斷變壓器越限運(yùn)行區(qū)間，進(jìn)而提取單臺變壓器的越限特征指標(biāo)：越限運(yùn)行總時間、越限運(yùn)行頻次和平均越限運(yùn)行時間，形成變壓器越限特征樣本；然后，對變壓器越限特征樣本集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用DBSCAN聚類算法對其進(jìn)行聚類分群；最后對分群的結(jié)果進(jìn)行特征分析，分析各個分群變壓器越限特征，并以此分析變壓器負(fù)載情況。
【專利說明】一種變壓器越限運(yùn)行特征分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變壓器越限特征指標(biāo)的計算，具體涉及一種通過計算變壓器越限特征 指標(biāo)并以此實(shí)現(xiàn)變壓器負(fù)載分群的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力變壓器作為電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，保證其長時間安全運(yùn)行是獲取高經(jīng)濟(jì) 效益的前提。變壓器內(nèi)部的油紙絕緣，特別是絕緣紙，在變壓器運(yùn)行期間，受到氧氣、溫度、 水分和酸等多種因素作用而逐漸老化，當(dāng)絕緣紙的聚合度降低到一定程度，變壓器的絕緣 壽命將被宣告終止。出于經(jīng)濟(jì)原因或?yàn)楸ＷC不間斷供電，變壓器會進(jìn)入高負(fù)荷運(yùn)行，甚至是 越限運(yùn)行的情況，而越限運(yùn)行會加速變壓器老化，但目前沒有一種分析方法對變壓器的越 限情況作評價，因此，有必要建立一種對變壓器越限狀態(tài)分析的方法，尋求科學(xué)地反映越限 運(yùn)行情況的特征量，對變壓器的越限運(yùn)行情況進(jìn)行合理分類，并能以此依據(jù)安排變壓器的 合理運(yùn)行方式。
[0003] 傳統(tǒng)的基于層次聚類和劃分聚類算法，受噪聲的影響大，聚類結(jié)果不穩(wěn)定。而基于 密度的聚類算法，如DBSCAN算法，使用簇的基于密度的定義，因此它是相對抗噪聲的，并且 能夠處理任意形狀和大小的簇，它可以發(fā)現(xiàn)使用K均值不能發(fā)現(xiàn)的許多簇。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種變壓器越限運(yùn)行特 征分析方法，其可以根據(jù)變壓器的負(fù)載越限特征，分析變壓器的越限情況。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是根據(jù)變壓器歷史負(fù)載數(shù)據(jù)并提 取變壓器的越限特征，再根據(jù)越限特征對變壓器聚類分群，分析各個分群的內(nèi)部特征，識別 各個分群變壓器越限情況。具體技術(shù)方案如下
[0006] -種變壓器越限運(yùn)行特征分析方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟1 :獲取變壓器負(fù)載數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；所述數(shù)據(jù)預(yù)處理是指剔除負(fù)載 率等于0和大于110 %的數(shù)據(jù)。
[0008] 步驟2 :根據(jù)運(yùn)行監(jiān)控需求，找出變壓器的越限運(yùn)行區(qū)間，進(jìn)一步地計算出各臺變 壓器的越限運(yùn)行總時間、越限運(yùn)行頻次和平均越限運(yùn)行時間三個負(fù)載越限特征指標(biāo)，形成 特征樣本集；
[0009] 步驟3 :對特征樣本集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再對變壓器進(jìn)行DBSCAN聚類分群；
[0010] 步驟4:對各個分群結(jié)果，畫出各特征指標(biāo)的概率密度函數(shù)圖像，根據(jù)特征指標(biāo)值 的區(qū)間范圍，評價不同分群的越限運(yùn)行狀態(tài)。
[0011] 所述步驟2中具體計算過程為：設(shè)定越限閾值a，在一段連續(xù)時間內(nèi) &，均有負(fù)載率A彡Ik1彡i彡k2 ;則單次越限運(yùn)行時間為凡 如果在統(tǒng)計時間內(nèi)變壓器共越限m次，則越限運(yùn)行頻次為num = m，越限運(yùn)行總時 間為

【權(quán)利要求】
1. 一種變壓器越限運(yùn)行特征分析方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1:獲取變壓器負(fù)載數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理； 步驟2 :根據(jù)運(yùn)行監(jiān)控需求，找出變壓器的越限運(yùn)行區(qū)間，進(jìn)一步地計算出各臺變壓器 的越限運(yùn)行總時間、越限運(yùn)行頻次和平均越限運(yùn)行時間三個負(fù)載越限特征指標(biāo)，形成特征 樣本集； 步驟3 :對特征樣本集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再對變壓器進(jìn)行DBSCAN聚類分群； 步驟4:對各個分群結(jié)果，畫出各特征指標(biāo)的概率密度函數(shù)圖像，根據(jù)特征指標(biāo)值的區(qū) 間范圍，評價不同分群的越限運(yùn)行狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器越限運(yùn)行特征分析方法，其特征在于：所述數(shù)據(jù)預(yù)處 理是指剔除負(fù)載率等于〇和大于110%的數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器越限運(yùn)行特征分析方法，其特征在于：所述步 驟2中具體計算過程為：設(shè)定越限閾值a，在一段連續(xù)時間內(nèi)& ^ ,均有負(fù)載率 A彡a，Ic1彡i彡k2 ;則單次越限運(yùn)行時間為>^* =? ；如果在統(tǒng)計時間內(nèi)變壓器共越
運(yùn)行中變壓器負(fù)荷數(shù)據(jù)的起始時間和結(jié)束時間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器越限運(yùn)行特征分析方法，其特征在于：所述步驟3中 的標(biāo)準(zhǔn)化處理包括對越限運(yùn)行總時間、越限運(yùn)行頻次和平均越限運(yùn)行時間分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化 處理并得到標(biāo)準(zhǔn)化后的越限運(yùn)行總時間、標(biāo)準(zhǔn)化后的越限運(yùn)行頻次和標(biāo)準(zhǔn)化后的平均越限 運(yùn)行時間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器越限運(yùn)行特征分析方法，其特征在于：所述步驟3中 的標(biāo)準(zhǔn)化處理具體計算公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變壓器越限運(yùn)行特征分析方法，其特征在于：所述步驟3中 是利用DBSCAN聚類算法對變壓器進(jìn)行DBSCAN聚類分群，其中，距離函數(shù)選擇歐氏距離
，選擇合適的半徑r和鄰域內(nèi)最小樣本點(diǎn)數(shù)目k，對標(biāo)準(zhǔn)化后的特征樣本集聚類分群， 具體步驟如下： S3. 1 :在特征樣本集中隨機(jī)選擇一個不屬于任何分群的核心對象變壓器p，創(chuàng)建一個 新的分群； S3. 2 :根據(jù)該分群中的核心對象變壓器，循環(huán)收集密度可達(dá)的核心對象變壓器加入該 分群，直到?jīng)]有新的核心對象變壓器加入為止； S3. 3 :若不存在不屬于任何聚類的核心對象變壓器，則轉(zhuǎn)入步驟S3. 4,否則返回步驟 S3. 1繼續(xù)執(zhí)行； S3. 4 :對各個核心對象變壓器收集與其密度相連的邊界對象變壓器，把邊界對象變壓 器歸類到相應(yīng)核心對象變壓器所屬的聚類中。
【文檔編號】G06F19/00GK104361259SQ201410728408
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】王紅斌, 范穎, 杜雙育, 朱文俊, 羅穎婷, 王路, 張良均, 云偉標(biāo) 申請人:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 廣州泰迪智能科技有限公司