基于粗糙集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于粗糙集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法，該方法包括以下步驟：（1）收集樣本變壓器狀態(tài)量數(shù)據(jù)信息；（2）利用云模型預(yù)處理狀態(tài)量數(shù)據(jù)；（3）利用粗糙集計算狀態(tài)量的權(quán)重；（4）確定狀態(tài)量狀態(tài)區(qū)間分?jǐn)?shù)，計算電力變壓器整體分?jǐn)?shù)；（5）建立電力變壓器狀態(tài)分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型；（6）根據(jù)電力變壓器整體分?jǐn)?shù)以及分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型確定電力變壓器的狀態(tài)等級。采用本發(fā)明的方法可以對電力變壓器進(jìn)行狀態(tài)評價，評價過程合理，結(jié)果直觀、準(zhǔn)確、可靠。
【專利說明】基于粗禮集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣設(shè)備狀態(tài)評價技術(shù)，特別涉及基于粗趟集-云模型的電力變壓器 狀態(tài)評價的方法。 技術(shù)背景
[0002] 電力變壓器作為電力系統(tǒng)中的核也設(shè)備之一，其良好可靠的運行保證了電力系統(tǒng) 的安全穩(wěn)定，及時有效的掌握電力變壓器的運行狀態(tài)對電力變壓器運行維護(hù)具有重要意 義。為保證變壓器保持良好的運行狀態(tài)，防止電力事故的發(fā)生，對變壓器的運行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn) 確的評估顯得至關(guān)重要。
[0003] 影響電力變壓器運行狀態(tài)的因素很多，其狀態(tài)評價是一個多指標(biāo)決策問題，評價 方法主要是集中在變壓器狀態(tài)量的權(quán)重系數(shù)的計算和變壓器狀態(tài)量的定量與定性關(guān)系的 轉(zhuǎn)換上。目前，電力變壓器的狀態(tài)評價方法主要有層次分析法、模糊綜合評判法、可拓層次 評估法。然而，該些方法在確定權(quán)重的過程中比較主觀，依賴專家的經(jīng)驗，在定量與定性的 轉(zhuǎn)化上沒有體現(xiàn)狀態(tài)量的模糊性與隨機性，評價結(jié)果不夠直觀、客觀。難W準(zhǔn)確地評價電力 變壓器的運行狀態(tài)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種基于粗趟集一云模型的 電力變壓器狀態(tài)評價的方法，能夠客觀準(zhǔn)確的評價電力變壓器的狀態(tài)。
[0005] 本發(fā)明的基于粗趟集基于粗趟集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法，包括W 下步驟： (1) 收集樣本變壓器狀態(tài)量數(shù)據(jù)信息； (2) 利用云模型預(yù)處理狀態(tài)量數(shù)據(jù)； (3) 利用粗趟集計算狀態(tài)量的權(quán)重； (4) 確定狀態(tài)量狀態(tài)區(qū)間分?jǐn)?shù)，計算電力變壓器整體分?jǐn)?shù)； (5) 建立電力變壓器狀態(tài)分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型； (6) 根據(jù)電力變壓器整體分?jǐn)?shù)W及分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型確定電力變壓器的狀態(tài)等級。
[0006] 進(jìn)一步的，所述步驟（1)的收集樣本變壓器狀態(tài)量數(shù)據(jù)信息包括；在線監(jiān)測的變 壓器狀態(tài)量數(shù)據(jù)、運行巡視的狀態(tài)量數(shù)據(jù)、電氣試驗所得的狀態(tài)量數(shù)據(jù)、W及專家對所有樣 本變壓器的評價結(jié)果。
[0007] 進(jìn)一步的，所述步驟（2)的利用云模型預(yù)處理狀態(tài)量數(shù)據(jù)包括：劃分狀態(tài)量劣化 程度的數(shù)據(jù)區(qū)間、建立數(shù)據(jù)區(qū)間的云模型、然后利用云模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行離散。
[0008] 進(jìn)一步的，所述步驟（3)的利用粗趟集計算狀態(tài)量的權(quán)重包括：建立計算分析的 決策表、編寫Matlab程序粗趟集計算權(quán)重。
[0009] 進(jìn)一步的，所述步驟（4)的確定狀態(tài)量狀態(tài)區(qū)間分?jǐn)?shù)，計算電力變壓器整體分?jǐn)?shù)， 包括：根據(jù)狀態(tài)量的劣化程度，劃分對應(yīng)的分?jǐn)?shù)區(qū)間；權(quán)重和狀態(tài)分?jǐn)?shù)的乘積得出每個狀 態(tài)量的狀態(tài)分?jǐn)?shù)；所有狀態(tài)量的分?jǐn)?shù)相加得出變壓器的整體分?jǐn)?shù)。
[0010] 進(jìn)一步的，所述步驟（5)的建立電力變壓器狀態(tài)分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型包括：劃分變壓 器狀態(tài)等級對應(yīng)的分?jǐn)?shù)區(qū)間；建立分?jǐn)?shù)區(qū)間的云模型。
[0011] 進(jìn)一步的，所述步驟（6)根據(jù)電力變壓器整體分?jǐn)?shù)W及分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型確定電力 變壓器的狀態(tài)等級，包括：計算變壓器分?jǐn)?shù)在每個云模型中的隸屬度，最大隸屬度對應(yīng)的即 時最終的電力變壓器的狀態(tài)等級。
[0012] 實施本發(fā)明，具有如下有益效果： 綜上所述，本發(fā)明的基于粗趟集基于粗趟集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法對 于目前變壓器狀態(tài)評價存在的不足，本方法綜合考慮了變壓器運行的歷史數(shù)據(jù)和專家評價 的結(jié)果，有效合理的實現(xiàn)了數(shù)據(jù)定量和定性之間的轉(zhuǎn)換，評價結(jié)果客觀、合理、準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的基于粗趟集一云模型的電力變壓器狀態(tài)評價方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0014] W下結(jié)合其中的較佳實施方式對本發(fā)明方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015] 如圖1所示，本實施例中的基于粗趟集一云模型的電力變壓器的狀態(tài)評價的方法 包括步驟： 步驟Sioi;收集樣本變壓器狀態(tài)量數(shù)據(jù)信息； 步驟S102 ;利用云模型預(yù)處理狀態(tài)量數(shù)據(jù)； 步驟S103 ;利用粗趟集計算狀態(tài)量的權(quán)重； 步驟S104 ;確定狀態(tài)量狀態(tài)區(qū)間分?jǐn)?shù)，計算電力變壓器整體分?jǐn)?shù)； 步驟S105 ;建立電力變壓器狀態(tài)分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型； 步驟S106 ;根據(jù)電力變壓器整體分?jǐn)?shù)W及分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型確定電力變壓器的狀態(tài)等 級。
[0016] W下結(jié)合其中的具體示例中的具體實現(xiàn)過程對上述方案中的各步驟進(jìn)行詳細(xì)闡 述。
[0017] 收集樣本變壓器狀態(tài)量數(shù)據(jù)信息主要是收集在線監(jiān)測的變壓器狀態(tài)量數(shù)據(jù)，運行 巡視的狀態(tài)量數(shù)據(jù)，電氣試驗所得的狀態(tài)量數(shù)據(jù)，W及專家對所有樣本變壓器的評價結(jié)果。 通過足夠的電力變壓器的數(shù)據(jù)形成粗趟集計算權(quán)重的基礎(chǔ)。
[0018] 粗趟集只能針對離散的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，而上面得到的變壓器的狀態(tài)量數(shù)據(jù)有定性 的數(shù)據(jù)，例如，家族缺陷、滲漏油等，但更多的是定量連續(xù)的數(shù)據(jù)。因此要對該些數(shù)據(jù)進(jìn)行離 散，形成定性的數(shù)據(jù)，建立可供粗趟集計算的決策表。
[0019] 根據(jù)對電力變壓器各狀態(tài)量的標(biāo)準(zhǔn)限值的說明，對狀態(tài)量的狀態(tài)進(jìn)行不同的區(qū)間 劃分，每個狀態(tài)量確定四個區(qū)間，如"0區(qū)間"、"1區(qū)間"、"2區(qū)間"、"3區(qū)間"，并分別對應(yīng)狀 態(tài)量的標(biāo)準(zhǔn)限值W內(nèi)的正常區(qū)間、接近標(biāo)準(zhǔn)限值的注意區(qū)間、無特殊說明，略微超過標(biāo)準(zhǔn)限 值的異常區(qū)間，嚴(yán)重超出標(biāo)準(zhǔn)限值的嚴(yán)重區(qū)間。數(shù)據(jù)的離散就是將各個狀態(tài)量的數(shù)據(jù)劃分 到該些定性的狀態(tài)區(qū)間中去。本方法利用云模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行離散。下面就云模型離散數(shù)據(jù) 的過程進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0020] 云模型，是一種概念的形式化表達(dá)和分析的新理論，主要反映客觀世界或人類知 識中概念的模糊性和隨機性，W及二者之間的關(guān)聯(lián)性，構(gòu)成定性和定量間的映射。它是用 自然語言值表示的某個定性概念與其定量表示之間的不確定性轉(zhuǎn)換模型。云模型用期望 (Ex)、賭（En)和超賭（He) H個數(shù)字特征來整體表征一個概念。
[0021] 定義1設(shè)U是一個用精確數(shù)值表示的定量論域，C是U上的定性概念，若定參數(shù) X G U是定量概念C的一次隨機出現(xiàn)，X對C的確定度y (X) G [0，1]是有穩(wěn)定傾向 的隨機數(shù)： U :U - [ 0，1 ]，X G Ux - y (X) 則X在論域U上的分布稱為云，記為云C (X)。每一個（X，y (X))稱為一個云滴。
[0022] 定義2設(shè)必是一個用精確數(shù)值表示的定量論域，^是必上的定性概念，若定量值 .V r，且J是定性概念C的一次隨機實現(xiàn)，若滿足：.T社化其中抗i' 島f,戰(zhàn)U， 則任意J對C的確定度.巧滿足

【權(quán)利要求】
1. 基于粗糙集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 收集樣本變壓器狀態(tài)量數(shù)據(jù)信息； (2) 利用云模型預(yù)處理狀態(tài)量數(shù)據(jù)； (3) 利用粗糙集計算狀態(tài)量的權(quán)重； (4) 確定狀態(tài)量狀態(tài)區(qū)間分?jǐn)?shù)，計算電力變壓器整體分?jǐn)?shù)； (5) 建立電力變壓器狀態(tài)分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型； (6) 根據(jù)電力變壓器整體分?jǐn)?shù)以及分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型確定電力變壓器的狀態(tài)等級。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粗糙集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法，其特征 在于，所述步驟（1)的收集樣本變壓器狀態(tài)量數(shù)據(jù)信息包括：在線監(jiān)測的變壓器狀態(tài)量數(shù) 據(jù)、運行巡視的狀態(tài)量數(shù)據(jù)、電氣試驗所得的狀態(tài)量數(shù)據(jù)、以及專家對所有樣本變壓器的評 價結(jié)果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粗糙集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法，其特征 在于，所述步驟（2)的利用云模型預(yù)處理狀態(tài)量數(shù)據(jù)包括：劃分狀態(tài)量劣化程度的數(shù)據(jù)區(qū) 間、建立數(shù)據(jù)區(qū)間的云模型、然后利用云模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行離散。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粗糙集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法，其特 征在于，所述步驟（3)的利用粗糙集計算狀態(tài)量的權(quán)重包括：建立計算分析的決策表、編寫 Mat lab程序粗糙集計算權(quán)重。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粗糙集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法，其特征 在于，所述步驟（4)的確定狀態(tài)量狀態(tài)區(qū)間分?jǐn)?shù)，計算電力變壓器整體分?jǐn)?shù)，包括：根據(jù)狀 態(tài)量的劣化程度，劃分對應(yīng)的分?jǐn)?shù)區(qū)間；權(quán)重和狀態(tài)分?jǐn)?shù)的乘積得出每個狀態(tài)量的狀態(tài)分 數(shù)；所有狀態(tài)量的分?jǐn)?shù)相加得出變壓器的整體分?jǐn)?shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粗糙集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法，其特征 在于，所述步驟（5)的建立電力變壓器狀態(tài)分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型包括：劃分變壓器狀態(tài)等級對 應(yīng)的分?jǐn)?shù)區(qū)間；建立分?jǐn)?shù)區(qū)間的云模型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粗糙集-云模型的電力變壓器狀態(tài)評價的方法，其特征 在于，所述步驟（6)根據(jù)電力變壓器整體分?jǐn)?shù)以及分?jǐn)?shù)區(qū)間云模型確定電力變壓器的狀態(tài) 等級，包括：計算變壓器分?jǐn)?shù)在每個云模型中的隸屬度，最大隸屬度對應(yīng)的即時最終的電力 變壓器的狀態(tài)等級。
【文檔編號】G06F17/50GK104331532SQ201410463133
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】歐郁強, 蔡德華, 聞建中, 徐平, 吳垂明, 楊璽, 馬承志, 劉天紹, 李雙全, 舒乃秋, 彭輝, 李自品, 張小龍, 文志強 申請人:廣東電網(wǎng)公司江門供電局, 武漢大學(xué)