基于蝙蝠算法优化最小二乘双支持向量机的变压器故障诊断*

变压器故障诊断是确保电力系统安全运行的重要技术手段,为了提高变压器的故障诊断精度,提出一种基于蝙蝠算法优化最小二乘双支持向量机的变压器故障诊断方法。针对变压器故障诊断过程中的多分类问题,为了减小误差积累、提高精度,本文根据类间相异度矩阵构建哈夫曼树,然后建立基于最小二乘双支持向量机的多类分类故障诊断模型,并采用蝙蝠算法对模型中的每一个两分类器的参数进行优化。仿真实例表明,与其他方法相比较,本文方法可以获得更高的故障诊断精度。     

基于参数优化的电力变压器故障诊断模型

针对当前电力变压器故障诊断效率低、误差大的难题,提出了基于参数优化的电力变压器故障诊断模型。首先提取电力变压器故障的特征,将其作为最小二乘支持向量机输入,电力变压器故障类型作为输出,然后采用最小二乘支持向量机对电力变压器的故障诊断样本进行学习,构建电力变压器故障识别的分类器,并引入混沌粒子群算法对最小二乘支持向量机的参数进行优化,最后进行了电力变压器故障诊断的仿真对比测试。测试结果表明,本文模型可以准确辨识各种类型的电力变压器故障,获得较高正确率的变压器故障诊断结果,电力变压器故障诊断的速度,而且电力变压器故障诊断整体性能要优于当前其它电力变压器故障诊断模型。     

基于最小二乘支持向量机的电力变压器故障诊断

油中溶解气体分析是变压器绝缘故障诊断的重要方法。为了提高分类的准确度和可靠性,应用最小二乘支持向量机理论建立了变压器的分类模型。该模型以变压器油中5种主要特征气体作为输入量,以7种变压器状态作为输出量,选用了径向基核,使用了一对一的多分类算法,充分发挥了支持向量机具有较高泛化能力的优势。通过大量的实例分析,并将诊断结果与IEC三比值法、改良三比值法和BP神经网络的诊断结果相比较,表明基于径向基核的最小二乘支持向量机在变压器故障诊断中具有更高的准确率。     

基于改进PSO的LSSVM参数优化在变压器故障诊断中的应用

提出了一种基于最小二乘支持向量机的变压器故障诊断的智能方法。为了提高故障诊断的精确度,利用改进粒子群算法来对最小二乘支持向量机进行参数优化,改进后的粒子群算法能够较好地调整算法的全局与局部搜索能力之间的平衡。试验结果证明：该方法不仅能够取得良好的分类效果,而且诊断速度与精度高于传统支持向量机和BP神经网络,更适合在变压器故障诊断中应用。     

基于改进PSO的LSSVM参数优化在变压器故障诊断中的应用

提出了一种基于最小二乘支持向量机的变压器故障诊断的智能方法.为了提高故障诊断的精确度,利用改进粒子群算法来对最小二乘支持向量机进行参数优化,改进后的粒子群算法能够较好地调整算法的全局与局部搜索能力之间的平衡.试验结果证明:该方法不仅能够取得良好的分类效果,而且诊断速度与精度高于传统支持向量机和BP神经网络,更适合在变压器故障诊断中应用.     

应用贝叶斯框架的LS-SVM概率输出诊断电力变压器故障

针对传统最小二乘支持向量机（LS-SVM）分类器的参数选择具有随意性和不确定性等不足,采用贝叶斯推断方法、通过3级分层推断优化来确定最小二乘支持向量机的各参数,有效提高了最小二乘支持向量机的建模效率。结合最小二乘支持向量机的后验概率输出,可将其运用到变压器故障诊断中。仿真结果表明：该方法能有效地诊断电力变压器故障,且诊断精度和建模效率均优于传统的最小二乘支持向量机方法。     

基于改进灰狼算法与最小二乘支持向量机耦合的电力变压器故障诊断方法

电力变压器运行故障的准确诊断有利于提高变电设备状态检修和电网安全运行水平，为实现故障的准确分类，文章以油中溶解的5种典型气体作为故障诊断的特征量，提出一种基于改进灰狼算法与最小二乘支持向量机耦合的电力变压器故障诊断方法。该方法通过改进灰狼算法寻求最小二乘支持向量机中的最优惩罚系数C和核函数参数g，用以提高故障诊断的准确率。首先阐明最小二乘支持向量机和灰狼算法的改进点并将二者耦合，将其代入413组电力变压器的油中溶解气体检测数据来诊断故障类型，与其他诊断方法进行对比；其次研究惩罚系数C和核函数参数g对电力变压器故障类型识别准确率的影响规律；最后借助训练后的改进灰狼算法与最小二乘支持向量机耦合方法，通过两台不同电压等级的变压器故障实例分析，验证了故障诊断方法的有效性。研究结果表明：相较于单一使用最小二乘支持向量机和传统灰狼算法与最小二乘支持向量机耦合，改进灰狼算法与最小二乘支持向量机耦合方法对电力变压器故障诊断的准确率分别提高了14%和7%。此外，惩罚系数C和核函数参数g对电力变压器故障类型识别准确率的影响呈现非线性规律，凸显了通过智能算法找到最优解的便捷性、必要性、有效性。     

基于灰色最小二乘支持向量机的变压器油溶解气体预测

变压器油中溶解气体的体积分数是进行变压器绝缘故障诊断的重要依据,对变压器油中溶解气体进行预测有助于及时预测变压器的故障。将灰色预测方法与支持向量机相结合,通过使用对原始数列进行一次累加生成的处理方法,以提取数列所具有的深层规律特征,建立了基于灰色最小二乘支持向量机的变压器油中溶解气体预测模型,并对最小二乘支持向量机参数的选取进行了优化,最终通过实例与BPNN、灰色模型预测结果相比较,验证了该模型的准确性和有效性。     

基于贝叶斯推断LSSVM的滚动轴承故障诊断

针对传统最小二乘支持向量机分类器的参数选择具有随意性和不确定性等不足,采用贝叶斯推断方法通过三级分层推断优化确定最小二乘支持向量机的各参数,有效提高了最小二乘支持向量机的建模效率.将基于贝叶斯推断最小二乘支持向量机分类方法应用于滚动轴承故障诊断中,实验仿真结果表明该方法能有效地识别滚动轴承的故障,且训练时间和测试时间均小于传统最小二乘支持向量机方法。     

基于蝙蝠算法优化最小二乘双支持向量机的变压器故障诊断

为了提高变压器的故障诊断精度,提出了一种基于蝙蝠算法(BA)优化最小二乘双支持向量机(LS-TSVM)的变压器故障诊断方法。该方法针对变压器故障诊断过程中的多分类问题,通过计算类间相异度矩阵自下而上构建哈夫曼树,结合LS-TSVM建立了多类分类故障诊断模型,然后采用蝙蝠算法对模型中LS-TSVM分类器的参数进行优化。利用该方法对变压器进行故障诊断,实例仿真结果表明:与粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)方法相比,所提方法不仅训练时间显著缩短,而且故障诊断精度更高,对于高温过热、低能放电故障的诊断精度均明显高于PSO-SVM方法。仿真结果说明所提方法在变压器故障诊断中具有较高的优越性。     

基于混合采样和支持向量机的变压器故障诊断

针对变压器不平衡数据集对变压器故障诊断模型产生的影响,提出了基于混合采样和支持向量机（support vector machines, SVM）的变压器故障诊断方法,利用合成少数类过采样技术（synthetic minority oversampling technique, SMOTE）和基于最近邻规则的欠采样方法,分别对变压器故障数据和正常数据进行采样,再利用混合采样得到的平衡数据训练基于支持向量机变压器故障诊断模型。通过测试集对比不平衡数据和平衡数据下基于SVM的变压器故障诊断模型的性能。最后分析了采样率对于变压器故障诊断模型诊断准确率的影响。实验结果表明,该方法可以有效降低不平衡数据对诊断模型的影响,提高变压器故障诊断模型的准确率。     

基于PCA-GA-LSSVM的输电线路覆冰负荷在线预测模型

针对目前输电线路覆冰负荷预测模型存在的预测精度不足、模型参数选择随意性强、预测效率低等问题,提出了一种基于现场监测数据的输电线路覆冰负荷在线预测模型。首先基于主成分分析法(PrincipalComponent Analysis, PCA)提取微气象数据中的有效信息,并采用遗传优化算法(Genetic Algorithm, GA)对惩罚系数等模型参数进行优化确定,建立离线最小二乘支持向量机(LeastSquaresSupportVectorMachines, LS-SVM)模型。然后基于KKT条件(Karush-Kuhn-Tucker conditions)和增量在线学习算法,实现了回归函数和预测模型的在线更新。最后通过云南电网相关输电线路覆冰灾害的实例进行仿真分析。实验结果表明所提模型可有效地对现场输电线路覆冰负荷进行在线预测,单步长及多步长的预测效果均优于传统的覆冰预测模型,应用该预测模型可更好地为输变电系统的除冰和维护决策服务。     

基于特征提取与INGO-SVM的变压器故障诊断方法

针对使用支持向量机(support vector machine,SVM)对变压器进行故障诊断时有效特征提取困难、模型参数难以选择的问题,提出一种基于特征提取与INGO-SVM的变压器故障诊断方法。首先,使用核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)方法对构建的21维待选特征进行特征融合和低维敏感特征提取。其次,使用佳点集、随机反向学习和维度交叉学习等策略对北方苍鹰优化算法(northern goshawk optimization,NGO)进行改进。通过2个典型测试对改进北方苍鹰优化算法(improved northern goshawk optimization,INGO)进行性能测试,验证了INGO算法的优越性。然后,基于KPCA提取的低维敏感特征,使用INGO对SVM的参数进行组合寻优,建立基于KPCA特征提取与INGO-SVM的变压器故障诊断模型。最后,对不同变压器故障诊断模型进行实例仿真对比实验。结果表明：所提方法故障诊断精度高、稳定性好,更适用于变压器的故障诊断。     

基于缺失数据修复的变压器在线故障诊断方法

数据质量是影响变压器故障诊断正确率的重要因素。为了解决变压器油色谱在线监测数据缺失问题,提出了一种基于缺失数据修复的变压器在线故障诊断方法,利用改进k-最邻近和多分类SVM的循环迭代实现基于缺失数据的变压器故障诊断。在k-最邻近方法中,提出以相关系数的负指数为权值的曼哈顿距离来度量样本间距离。一方面用以突出强相关指标对缺失信息的影响,提高数据修复的准确性。另一方面改进的曼哈顿距离适用于基于k-d树的高效搜索策略,可以实现针对海量历史数据的快速搜索,满足在线诊断对算法实时性的需求。实例诊断的结果表明,该方法可以有效降低数据缺失对变压器故障诊断正确率的影响,有利于实现变压器故障的准确、高效在线诊断。     

模糊支持向量机在变压器故障诊断中的应用

为了解决在变压器故障诊断时复杂难辨的问题,提出了利用模糊支持向量机构建变压器故障诊断模型的方法。该方法是在支持向量机(SVM)的基础上引入模糊度隶属函数,从而有效消除噪声和野点对诊断结果的影响。通过模糊C均值算法(FCM)求取模糊支持向量机的隶属度,对所得样本进行预处理,然后利用交叉验证和网格搜索相结合的方法对支持向量机进行参数寻优。实验表明,该方法比改良IEC比值法和传统支持向量机法具有更高的准确率,更适用于变压器故障诊断。     

基于支持向量机和交叉验证的变压器故障诊断

为及时监测变压器潜伏性故障和准确诊断故障,提出基于优化惩罚因子C参数的支持向量机算法（C-SVC：C-support vector classification）和交叉验证算法相结合的变压器故障诊断方法。该方法利用变压器在故障时产生的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的体积分数数据建立训练集和测试集。在训练集中,该方法能自动优化出（寻找最佳）支持向量机的核函数的参数γ和惩罚因子C,利用优化的参数对训练集进行训练,可得到最佳的支持向量机模型,并用该模型对测试集进行分类,从而诊断出变压器的故障类型。变压器故障诊断实例分析结果证明,该方法可行,有效,且具有较高的故障诊断准确率。     

基于布谷鸟算法和支持向量机的变压器故障诊断

电力变压器是电力系统运行中的重要设备之一,对故障和缺陷进行正确的诊断,关系到整个电网的运行安全。支持向量机(SVM)能够较好地解决小样本、非线性特征的多分类问题,适用于变压器故障类型判断。利用布谷鸟搜索算法,对支持向量机进行寻优得到全局最优解,从而得到具有最佳参数的支持向量机分类模型。该分类模型将变压器油色谱数据(DGA)中各气体相对含量作为评估指标,将变压器的故障分为低能放电、高能放电、中低温过热、高温过热等4个故障类型。通过已有的数据实例分析得出,利用布谷鸟搜索算法得到的分类模型比常用的网格搜索算法(GS)、粒子群搜索算法(PSO)、遗传算法搜索(GA)等算法得到的模型拟合准确率更好。     

基于最小二乘支持向量机的变压器故障诊断

介绍了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的电力变压器故障诊断方法,将样本数据进行归一化处理,以绝缘油中特征气体种类及其含量为依据建立变压器故障诊断LS-SVM模型,对模型中的核参数σ与惩罚参数C进行优化,并将测试样本输入训练好的LS-SVM模型,得到诊断结果。实例结果分析表明,LS-SVM将原先的非线性问题转化为求解线性问题,即使在小训练样本的前提下,也能获得更为准确的诊断结果。     

纵横交叉算法与模糊聚类相结合的变压器故障诊断

针对FCM(模糊C-均值聚类)在变压器故障诊断中的不足,提出采用纵横交叉算法优化FCM(CSOFCM)聚类来进行故障诊断。溶解气体分析与FCM相结合,能有效提高变压器故障诊断的准确率,但FCM存在聚类结果不稳定和容易陷入局部最优等问题。而纵横交叉算法是一种基于种群的随机搜索算法,在算法中首次提出了维局部最优概念和纵横交叉双搜索思想。实验证明,相比其它主流群智能优化算法,CSO算法在解决维数灾问题和收敛精度问题方面取得了较大突破,能有效克服局部最优的问题。新诊断模型有效弥补了单一诊断法的不足,拥有全局收敛性强和处理模糊信息的能力。实例分析表明,该方法与传统FCM相比,能获得更优的聚类中心,有效提高了变压器故障诊断的准确性和快捷性。     

基于规则式的多重故障诊断及最优送电路径策略

为了提高电网多重故障诊断的准确性,提出一种基于多系统数据信息融合的故障诊断算法。通过对故障全过程的数据特征进行分析,以故障数据与电网结构图为基础对一次设备进行建模,形成断路器、线路、母线、主变诊断模型。对来自不同信息源(SCADA、保信系统、录波联网系统)的数据进行统一处理,形成故障全过程智能诊断数据源,并以此为基础进行深度数据融合,提升信息的质量。充分利用故障后的断路器状态和电气量信息,对故障进行精确诊断,确定故障区域,然后,采用基于规则式的故障恢复路径算法,给出快速恢复供电的最优的路径。该系统运行情况表明,所提出的方法具有较强的实用性。