申请/专利权人：国网江苏省电力有限公司检修分公司

申请日：2020-12-16

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN112541634B

主分类号：G08B17/06

分类号：G08B17/06;G08B29/18;G06F18/23213;G06N3/044

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2021.04.09#实质审查的生效;2021.03.23#公开

摘要：本发明公开了一种变压器顶层油温预测、误报火警判别方法、装置和存储介质，属于电力变压器技术领域，变压器顶层油温预测包括以下步骤：基于K‑means聚类和顶层油温历史样本，构建电力变压器的顶层油温曲线分段；基于矩形分段边界建立所述顶层油温曲线分段的分段结果评价函数，并根据所述分段结果评价函数确定电力变压器的顶层油温曲线的最佳分段数；根据确定的最佳分段数，构建基于Elman神经网络的电力变压器的顶层油温预测模型；根据顶层油温预测模型获得电力变压器的顶层油温预测结果。本发明能够解决现有技术中变压器顶层油温预测影响因素考虑不全面、预测精度有待提高的技术问题。

主权项：1.一种变压器顶层油温预测方法，其特征在于，包括以下步骤：基于K-means聚类和顶层油温历史样本，构建电力变压器的顶层油温曲线分段；基于矩形分段边界建立所述顶层油温曲线分段的分段结果评价函数，并根据所述分段结果评价函数确定电力变压器的顶层油温曲线的最佳分段数；根据确定的所述最佳分段数，构建基于Elman神经网络的电力变压器的顶层油温预测模型；根据所述顶层油温预测模型获得电力变压器的顶层油温预测结果；构建电力变压器的顶层油温曲线分段的方法包括如下步骤：对顶层油温历史样本的顶层油温值和油温变化率分别进行归一化处理；基于设置的顶层油温分段数的初始值计算获得各时刻距离各分段中心的距离；根据各时刻距离各分段中心的距离，利用距离最小原理，将各时刻分配给相应的各分段中心；基于各时刻分配的分段中心结果，计算新的分段中心，并构造电力变压器顶层油温曲线的分段中心评价函数；根据构建的分段中心评价函数计算获得电力变压器的顶层油温曲线分段；顶层油温值和油温变化率分别进行归一化处理方法如下：顶层油温值的归一化处理的表达式如下： 式中，T1ij表示历史样本中第i天第j时刻的顶层油温归一化值，T0ij表示历史样本第i天第j时刻的顶层油温值，i取值为1～60，j取值为0～23，MinT表示顶层油温归一化最小值，MaxT表示顶层油温归一化最大值，CT表示归一化系数，取值为0.01～0.49；油温变化率的归一化处理的表达式如下： 式中，F1ij表示历史样本中第i天第j时刻的顶层油温变化率归一化值，F0ij表示历史样本第i天第j时刻的顶层油温变化率，MinF表示顶层油温变化率归一化最小值，MaxF表示顶层油温变化率归一化最大值；计算获得各时刻与各分段中心之间的距离的方法包括如下步骤：将顶层油温曲线分段数K初始化设置为2；计算历史样本的第i天顶层油温曲线上第x时刻与第y时刻之间的欧式距离DTixy，公式表达如下： 式中，F1ix表示历史样本第i天第x时刻的顶层油温变化率归一化值，F1iy表示历史样本第i天第y时刻的顶层油温变化率归一化值；根据两个时刻之间的欧氏距离DTixy，计算获得各时刻距离各分段中心的距离DTTrkj，公式表达如下： 式中，N表示历史样本数量，DTilj表示第i天第j时刻距离分段中心第l时刻的距离；r表示第r次迭代计算，r取值1,2,3…R，R表示预设迭代次数，R为正整数；k表示第k分段，k取值1,2,3…K；计算新的分段中心的表达式如下： 式中，Nrk表示经第r次迭代后第k个分段中心的时刻数，CCr+1ikT表示经第r+1次迭代后历史样本第i天第k个分段中心对应的顶层油温值，CCr+1ikF表示经第r+1次迭代后历史样本第i天第k个分段中心对应的顶层油温变化率；构造电力变压器顶层油温曲线的分段中心评价函数Pr的表达式如下： 当分段中心评价函数Pr取得极小值时，对应的分类结果即为顶层温度曲线分段数K的最佳分类；当分段中心评价函数Pr未能取得极小值，再次进行重新迭代，直到结束；确定电力变压器的顶层油温曲线的最佳分段数的方法包括如下步骤：基于矩形分段边界，计算顶层油温曲线的分段内密度、分段间距离以及分段重复度；根据分段内密度、分段间距离和分段重复度，建立顶层油温曲线的分段结果评价函数；根据分段结果评价函数确定电力变压器顶层油温曲线的最佳分段数；所述矩形分段边界满足如下条件： 式中，Tk1表示第k个分段边界偏中心的顶层油温值，Fk1表示第k个分段边界偏中心的顶层油温变化率，Nk表示第k个分段边界内的时刻数量，θk表示第k个分段边界与横坐标的夹角，ak表示第k个分段边界的长度，bk表示第k个分段边界的宽度，ak+、ak-表示第k个分段边界长度的中间变量，bk+、bk-表示第k个分段边界宽度的中间变量；k取值1,2,3…K；N为历史样本数量；计算分段内密度FA的公式如下： 式中，FA表示所有分段内密度之和；计算分段间距离FB的公式如下： 式中，FB表示所有分段间距离之和，Tx0表示第x个分段边界中心的顶层油温值，Fx0表示第x个分段边界中心的顶层油温变化率，Ty0表示第y个分段边界中心的顶层油温值，Fy0表示第y个分段边界中心的顶层油温变化率；计算分段重复度FC的公式如下： 式中，FC表示所有分段的分段重复度，Nde表示第d个分段与第e个分段的共有时刻数，Nd表示第d个分段的时刻数，Ne表示第e个分段的时刻数，d、e取值1,2,3…K，K为顶层温度曲线分段数的初始值，K为正整数；建立顶层油温曲线的分段结果评价函数如下式所示： 式中，FS表示顶层油温曲线的分段结果评价函数；根据分段结果评价函数FS确定最佳分段数，其中分段结果评价函数FS最小值对应的分段数K即为最佳分段数，当分段结果评价函数最小值对应多个分段数时，取多个分段数中的最小值为最佳分段K。

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