[发明专利]一种基于混合模型的变压器维修决策方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压器故障在线监测技术领域，具体涉及一种基于混合模型的变压器维修决策方法。 

背景技术

电力变压器是电力系统的核心设备，其运行状况关系到千家万户，变压器的最佳经济效益越来越依赖于对其自身的老化状况监测、寿命评估和寿命延长技术。 

长期以来，电力行业一直沿用绝缘预防性试验和定期维修的维修制度，这种检修模式在多年的实践中有效减少了设备的突发事故，然而随着电网设备数量的急剧增加，其缺点也日益凸现，主要表现在： 

①检修工作“一刀切，使得该修的设备维修不足，不该修的盲目维修，不但造成人力、物力和财力的大量浪费，过度维修过程中对设备进行的频繁拆卸，还增加了引起变压器新隐患的概率。②维修后进行的耐压等试验也会对变压器造成不可逆损伤，使其总体寿命下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可靠、便捷、易实施的基于混合模型的变压器维修决策方法。 

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案： 

一种基于混合模型的变压器维修决策方法,其包括以下步骤：

（1）对变压器及历史寿命下的历史监测数据进行归一化处理，建立历史数据样本集P；

（2）利用RBF神经网络，并采用聚类方法和最小二乘（LMS）梯度训练法，对变压器历史监测数据进行仿真训练，训练出仿真神经网络；

（3）基于步骤（2）所述的仿真神经网络，运用平均影响值（MIV）法，对步骤（1）历史数据样本集P中的特征变量进行筛选，筛选出对变压器故障平均影响值在0.5以上的的特征变量；

（4）基于步骤（3）筛选出的特征变量，并结合历史状态监测数据，采用牛顿-拉夫逊（Newton- Raphson）迭代算法计算出威布尔（Weibull）模型的参数，得到失效率函数h(t)的具体表达式；

（5）建立威布尔模型并计算出其中的参数，根据不同的维修需求制定不同的维修决策，并采用一定时间任务可用度最大作为决策策略，应用数值计算方法，得出故障率阈值h^*；

（6）得出失效率函数h(t)的具体表达式和故障率阈值h^*后，计算出获取维修决策曲线的具体表达式f(t)，建立完整的比例失效模型；

（7）根据比例失效模型获得变压器维修决策曲线图；

（8）利用建立的维修决策模型即维修决策曲线图，分析得到变压器的维修决策方案。

进一步地，本发明所述的基于混合模型的变压器维修决策方法中，步骤（2）的仿真训练包含如下步骤： 

①初始化：选择h个不同的初始聚类中心，并令k=1；初始聚类中心的选取方法很多，可以从样本输入中随机选取或者选择前h个样本输入，需保证h个初始数据中心取不同值；

②计算所有样本输入X_j与聚类中心的距离||X_j –c_i（k）||，i=1,2,···,h，j=1,2,···,N；

③对样本输入X_j按最小距离原则对其进行分类：即当i(X_j)=min||X_j –c_i（k）||，i=1,2,···,h时，X _j即被归化为第i类，将n个输入分为h类；

④按公式（a）重新计算各类的新的聚类中心：

C_i（k+1）=       （a）

公式（a）中，N_i为第i个聚类域w_i（k）中包含的样本数；

⑤当c_i（k+1）≠c _i(k)时，返回转到步骤②继续运算；当c_i（k+1）=c _i(k)时，聚类运算过程结束；

⑥根据各中心之间的距离确定各隐节点的扩展常数即高斯因子；

⑦当各隐节点的数据中心和扩展常数确定后，输出权矢量w采用最小二乘方法(LMS)直接计算，具体方法如下：