本發(fā)明涉及斷路器故障檢測，具體涉及一種基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)中，柱上斷路器作為配電網(wǎng)絡的關(guān)鍵組件，其可靠運行對于保障電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。然而，由于設備老化、環(huán)境因素、過載運行等多種原因，柱上斷路器時常發(fā)生故障，如單相接地故障、相間短路等，這些故障不僅影響供電質(zhì)量，還可能導致設備損壞甚至引發(fā)更大范圍的停電事故。因此，及時準確地檢測柱上斷路器的故障狀態(tài)，對于提高電力系統(tǒng)的運行效率和減少故障損失具有重要意義。

2、傳統(tǒng)的柱上斷路器故障檢測方法多依賴于人工巡檢、定期維護和經(jīng)驗判斷，這些方法存在檢測周期長、效率低、難以實時發(fā)現(xiàn)故障等缺點。隨著智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障檢測方法逐漸成為研究熱點。其中，樸素貝葉斯算法因其簡單高效、易于實現(xiàn)且能處理多特征數(shù)據(jù)的特點，在電力設備故障診斷領(lǐng)域得到了廣泛應用。

3、然而，現(xiàn)有的柱上斷路器故障檢測方法往往僅關(guān)注單一特征或簡單特征組合，忽略了電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的復雜性和多樣性，導致故障檢測的準確性和魯棒性受限。此外，對于特征數(shù)據(jù)的處理和異常數(shù)據(jù)的識別也缺乏有效的方法，進一步影響了故障檢測的準確性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、（一）要解決的技術(shù)問題

2、為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，旨在于解決現(xiàn)有技術(shù)中柱上斷路器故障檢測方法往往僅關(guān)注單一特征或簡單特征組合，忽略了電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的復雜性和多樣性，導致故障檢測的準確性和魯棒性受限的問題。

3、（二）技術(shù)方案

4、本發(fā)明的一種基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，所述方法包括：

5、根據(jù)預設的采集頻率獲取第一特征數(shù)據(jù)，基于第一特征數(shù)據(jù)生成第一特征數(shù)據(jù)集合，并判斷第一特征數(shù)據(jù)集合組合類型；

6、基于樸素貝葉斯算法對第一特征數(shù)據(jù)集合中的所有第一特征數(shù)據(jù)進行分析，并輸出各第一特征數(shù)據(jù)的評估結(jié)果；

7、獲取第一特征數(shù)據(jù)集合中第一特征數(shù)據(jù)對應的異常數(shù)據(jù)，基于異常數(shù)據(jù)生成異常數(shù)據(jù)可信度，基于評估結(jié)果以及異常數(shù)據(jù)可信度，得到每個第一特征數(shù)據(jù)對每個目標特征的模糊程度；

8、基于模糊程度生成故障因子，獲取電力系統(tǒng)在當前運行時刻對應的特征數(shù)據(jù)，根據(jù)當前運行時刻對應的特征數(shù)據(jù)和故障因子，確定柱上斷路器的故障狀態(tài)。

9、在本發(fā)明中，獲取電力系統(tǒng)在當前采集時間及歷史運行時間段中各運行時刻對應的特征數(shù)據(jù)，記為第一特征數(shù)據(jù)，預處理第一特征數(shù)據(jù)集并生成第一特征數(shù)據(jù)集合；

10、第一特征數(shù)據(jù)包括相電流數(shù)據(jù)、鐵磁振幅數(shù)據(jù)和相電壓數(shù)據(jù)三種中的一種或多種組合，第一特征數(shù)據(jù)集合基于故障因子判斷第一特征數(shù)據(jù)的組合類型。

11、在本發(fā)明中，記相電流數(shù)據(jù)的先驗概率為，相電壓數(shù)據(jù)的先驗概率為，鐵磁振幅的先驗概率為，記在相電流數(shù)據(jù)中故障類別的出現(xiàn)概率為，在相電壓數(shù)據(jù)中故障類別的出現(xiàn)概率為，在鐵磁振幅數(shù)據(jù)中故障類別的出現(xiàn)概率為，其中為每個類別的區(qū)間數(shù)量。假設特征之間相互獨立，則可以分解為單個特征的概率相乘：分別計算每個數(shù)據(jù)中故障類別的后驗概率，其中為故障類別的概率，作為歸一化因子常數(shù)。

12、在本發(fā)明中，使用拉普拉斯平滑處理特征值未出現(xiàn)的情況，使用樸素貝葉斯公式計算給定特征下每個類別的后驗概率，選擇具有最高后驗概率的類別作為評估結(jié)果。

13、在本發(fā)明中，將第一特征數(shù)據(jù)集合中除采用的組合類型之外的其它第一特征數(shù)據(jù)記為輔助特征數(shù)據(jù)，計算得到該輔助特征數(shù)據(jù)與每個第一特征數(shù)據(jù)之間的差值的絕對值，并記為該第一特征數(shù)據(jù)與每個第一特征數(shù)據(jù)之間的特征差值。

14、在本發(fā)明中，然后按照特征差值從小到大的順序?qū)Φ谝惶卣鲾?shù)據(jù)進行排序，得到第一特征數(shù)據(jù)序列。

15、在本發(fā)明中，從第一特征數(shù)據(jù)序列中的第一個輔助特征數(shù)據(jù)開始，隨機選取n個第一特征數(shù)據(jù)，并將選取的n個輔助特征數(shù)據(jù)構(gòu)建的集合記為該輔助特征數(shù)據(jù)對應的近鄰輔助特征數(shù)據(jù)集合；

16、分別統(tǒng)計該輔助特征數(shù)據(jù)對應的近鄰第一特征數(shù)據(jù)輔助特征數(shù)據(jù)集合中異常數(shù)據(jù)為正常的輔助特征數(shù)據(jù)的數(shù)量以及異常數(shù)據(jù)為單相接地故障的輔助特征數(shù)據(jù)的數(shù)量，并分別記為第一數(shù)量和第二數(shù)量。

17、在本發(fā)明中，將第一數(shù)量與該輔助特征數(shù)據(jù)對應的近鄰輔助特征數(shù)據(jù)集合中的輔助特征數(shù)據(jù)的總數(shù)量的比值記為該輔助特征數(shù)據(jù)對應的正常異常數(shù)據(jù)可信度。

18、在本發(fā)明中，將第二數(shù)量與該輔助特征數(shù)據(jù)對應的近鄰輔助特征數(shù)據(jù)集合中的輔助特征數(shù)據(jù)的總數(shù)量的比值記為該輔助特征數(shù)據(jù)對應的單相接地故障異常數(shù)據(jù)可信度。

19、（三）有益效果

20、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

21、本發(fā)明通過預設的采集頻率獲取多種第一特征數(shù)據(jù)（包括相電流數(shù)據(jù)、鐵磁振幅數(shù)據(jù)和相電壓數(shù)據(jù)等），并基于樸素貝葉斯算法對這些特征數(shù)據(jù)進行分析，充分考慮了電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的復雜性和多樣性，從而提高了故障檢測的準確性。

22、本發(fā)明引入了異常數(shù)據(jù)可信度的概念，通過計算輔助特征數(shù)據(jù)與每個第一特征數(shù)據(jù)之間的特征差值，構(gòu)建近鄰輔助特征數(shù)據(jù)集合，并統(tǒng)計異常數(shù)據(jù)的數(shù)量來評估異常數(shù)據(jù)的可信度。這種方法有效處理了特征數(shù)據(jù)中的噪聲和異常值，增強了故障檢測的魯棒性。

技術(shù)特征：

1.一種基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，其特征在于，獲取電力系統(tǒng)在當前采集時間及歷史運行時間段中各運行時刻對應的特征數(shù)據(jù)，記為第一特征數(shù)據(jù)，預處理第一特征數(shù)據(jù)集并生成第一特征數(shù)據(jù)集合；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，其特征在于，記相電流數(shù)據(jù)的先驗概率為，相電壓數(shù)據(jù)的先驗概率為，鐵磁振幅的先驗概率為，記在相電流數(shù)據(jù)中故障類別的出現(xiàn)概率為，在相電壓數(shù)據(jù)中故障類別的出現(xiàn)概率為，在鐵磁振幅數(shù)據(jù)中故障類別的出現(xiàn)概率為，其中為每個類別的區(qū)間數(shù)量。假設特征之間相互獨立，則?可以分解為單個特征的概率相乘：分別計算每個數(shù)據(jù)中故障類別的后驗概率，其中為故障類別的概率，作為歸一化因子常數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，其特征在于，使用拉普拉斯平滑處理特征值未出現(xiàn)的情況，使用樸素貝葉斯公式計算給定特征下每個類別的后驗概率，選擇具有最高后驗概率的類別作為評估結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，其特征在于，將第一特征數(shù)據(jù)集合中除采用的組合類型之外的其他第一特征數(shù)據(jù)記為輔助特征數(shù)據(jù)，計算得到該輔助特征數(shù)據(jù)與每個第一特征數(shù)據(jù)之間的差值的絕對值，并記為該第一特征數(shù)據(jù)與每個第一特征數(shù)據(jù)之間的特征差值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，其特征在于，然后按照特征差值從小到大的順序?qū)Φ谝惶卣鲾?shù)據(jù)進行排序，得到第一特征數(shù)據(jù)序列。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，其特征在于，從第一特征數(shù)據(jù)序列中的第一個輔助特征數(shù)據(jù)開始，隨機選取n個第一特征數(shù)據(jù)，并將選取的n個輔助特征數(shù)據(jù)構(gòu)建的集合記為該輔助特征數(shù)據(jù)對應的近鄰輔助特征數(shù)據(jù)集合；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，其特征在于，將第一數(shù)量與該輔助特征數(shù)據(jù)對應的近鄰輔助特征數(shù)據(jù)集合中的輔助特征數(shù)據(jù)的總數(shù)量的比值記為該輔助特征數(shù)據(jù)對應的正常異常數(shù)據(jù)可信度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法，其特征在于，將第二數(shù)量與該輔助特征數(shù)據(jù)對應的近鄰輔助特征數(shù)據(jù)集合中的輔助特征數(shù)據(jù)的總數(shù)量的比值記為該輔助特征數(shù)據(jù)對應的單相接地故障異常數(shù)據(jù)可信度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于樸素貝葉斯的柱上斷路器故障檢測方法。該方法首先根據(jù)預設頻率采集相電流、鐵磁振幅和相電壓等特征數(shù)據(jù)，生成特征數(shù)據(jù)集合，并判斷其組合類型。接著，利用樸素貝葉斯算法分析特征數(shù)據(jù)，輸出評估結(jié)果。為增強檢測的準確性，方法進一步獲取異常數(shù)據(jù)，計算異常數(shù)據(jù)可信度，并結(jié)合評估結(jié)果確定每個特征對目標特征的模糊程度?；诖?，生成故障因子，并與當前運行時刻的特征數(shù)據(jù)相結(jié)合，以確定斷路器的故障狀態(tài)。在處理過程中，方法采用拉普拉斯平滑處理特征值缺失情況，通過計算后驗概率選擇最可能的故障類別。

技術(shù)研發(fā)人員：王濤,王菊,陳凱瑛,趙奎,譚玉華
受保護的技術(shù)使用者：浙江筑晟電力科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30