基于MCPO模型的变压器故障诊断方法

针对传统的SVM方法在辨别故障特征不明确的样本时会出现误诊断的问题,提出一种基于多分类概率输出(Multi-classified Probability Output,MCPO)模型的变压器故障诊断方法。其在继承了SVM方法优点的基础上,利用Sigmoid函数实现SVM的二分类概率输出,进而综合多个二分类输出结果,将模型的求解转化为一个凸二次规划求解问题实现多分类概率输出,通过制定相关的评价指标利用故障概率信息能够有效的辨识故障特征不明确的样本。该方法对现有SVM误诊断的样本能够给出发生每类故障的概率估计,减少了对变压器故障的误判。仿真结果验证了基于MCPO模型的变压器故障诊断方法的正确性和有效性。     

一种基于多分类概率输出的变压器故障诊断方法

多分类概率输出方法可用于变压器故障诊断,其分类效果较好并能提供概率信息。针对现有基于支持向量机(SVM)的诊断方法在特征不明显条件下有误分类的情况,提出了一种基于多分类概率输出的变压器故障诊断方法。此方法引入Sigmoid函数将SVM决策函数输出映射为二分类概率输出,然后综合多个二分类概率输出结果,求解一个凸二次规划问题实现多分类概率输出。此方法可以得到发生不同类型故障的可能性,即故障类别概率,进一步分析后给出诊断结论。算例分析表明,此方法在继承了SVM故障诊断方法优点的基础上,提供了概率信息,对现有SVM方法误诊断样本也能给出可能存在的故障,弥补了现有SVM方法在变压器故障特征不明显条件下的不足。     

基于SVM的电力变压器内部故障部位的概率估计

目前变压器智能故障诊断大多是以油中溶解气体为特征对故障性质的诊断,缺乏对内部故障部位的分析及量化的诊断结果。针对上述问题,提出一种基于SVM的电力变压器内部故障部位的概率估计模型。该模型结合SVM与概率建模的优点,充分利用油中溶解气体和电气试验数据的互补信息,运用SVM后验概率理论,对变压器内部可能发生故障的部位进行概率估计,克服了标准SVM硬判决输出的缺陷,以概率的形式给出诊断结论。通过实例分析表明,该模型不仅故障识别率较高, 还具有良好的概率分布形态,具有较好的实用性和推广性。     

基于SVM的电力变压器内部故障部位的概率估计

目前变压器智能故障诊断大多是以油中溶解气体为特征对故障性质的诊断,缺乏对内部故障部位的分析及量化的诊断结果。针对上述问题,提出一种基于SVM的电力变压器内部故障部位的概率估计模型。该模型结合SVM与概率建模的优点,充分利用油中溶解气体和电气试验数据的互补信息,运用SVM后验概率理论,对变压器内部可能发生故障的部位进行概率估计,克服了标准SVM硬判决输出的缺陷,以概率的形式给出诊断结论。通过实例分析表明,该模型不仅故障识别率较高,还具有良好的概率分布形态,具有较好的实用性和推广性。     

基于SVM和D-S证据理论的电力变压器内部故障部位识别

针对变压器信息融合诊断方法中难以确定基本概率分配(BPA)的缺陷,提出一种基于多支持向量机(SVM)与D-S证据理论的变压器内部故障部位识别模型.利用“一对一”多类SVM后验概率估计分配BPA,实现其赋值的客观化;充分利用变压器油中溶解气体分析数据和电气试验数据的互补信息,对变压器内部可能发生故障的部位进行诊断.实例分析表明,所提模型能有效识别故障部位,在准确率和泛化性方面都较单特征的SVM有优势.     

基于特征判定系数的CSO-SVM的电力变压器振动信号故障诊断

变压器带电故障诊断对于保证电力变压器安全平稳运行具有重要的意义。针对变压器工作环境复杂且单一参数表征变压器故障类型不全面的问题,提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）和特征熵权法（EWM）进行故障诊断的方法。通过相关系数加权峭度（CCWK）原则筛选CEEMDAN分量并重构信号,实现在剔除冗余分量的同时,提升变压器振动信号特征的表征能力;利用EWM构建特征判定系数（FDC）实现单一数据诊断变压器故障类型;通过主成分分析法（PCA）减小混合域特征尺度,采用鸡群优化算法（CSO）优化支持向量机（SVM）模型进行故障诊断。对某变电站110kV三相油浸式变压器进行分析,结果表明与概率神经网络（PNN）和SVM等变压器故障诊断方法相比,文中方法在提前定性故障类型的同时,能够进一步提高变压器故障诊断准确率与效率。     

基于Focal损失SSDAE的变压器故障诊断方法

研究变压器的故障诊断对电力系统安全稳定运行具有重大现实意义。以油中溶解气体特征为输入的传统变压器故障诊断方法在处理样本不平衡数据时具有较大的局限性。针对这一问题,文中提出一种基于Focal损失栈式稀疏降噪自编码器（SSDAE）的变压器故障诊断方法。该方法通过类别权重确定超参数,并在原始输入中加入高斯白噪声,有利于自编码器充分提取有效特征,进而得到有效的深度特征提取模型;采用Focal损失函数对模型进行优化,并利用Softmax分类器输出诊断结果。案例分析结果表明,与传统三比值法、反向传播神经网络（BPNN）和支持向量机（SVM）法等变压器故障诊断方法相比,文中方法可进一步提升诊断准确率。     

基于多分类相关向量机的变压器故障诊断新方法

变压器故障诊断本质为多分类问题,具有故障样本数据少,故障不确定因素多的特点。现有变压器故障诊断方法中,贝叶斯网络(BN)需要大量样本数据且计算量大,支持向量机(SVM)存在规则化系数确定困难的局限。针对此现状,提出基于多分类相关向量机(M-RVM)的变压器故障诊断新方法。该方法以变压器溶解气体含量比值作为M-RVM模型的输入,采用快速type-II 最大似然(Fast Type-II ML)和最大期望估计(EM)的方法进行模型推断,诊断输出为各故障类别的概率,以概率最大的故障类别作为诊断结果。实例分析表明该方法诊断速度较快,能满足工程需要,同基于BN和SVM的变压器故障诊断方法相比,具有较高的诊断正确率。     

基于多分类相关向量机的变压器故障诊断新方法

变压器故障诊断本质为多分类问题,具有故障样本数据少,故障不确定因素多的特点。现有变压器故障诊断方法中,贝叶斯网络(BN)需要大量样本数据且计算量大,支持向量机(SVM)存在规则化系数确定困难的局限。针对此现状,提出基于多分类相关向量机(M-RVM)的变压器故障诊断新方法。该方法以变压器溶解气体含量比值作为M-RVM模型的输入,采用快速type-Ⅱ最大似然(Fast Type-ⅡML)和最大期望估计(EM)的方法进行模型推断,诊断输出为各故障类别的概率,以概率最大的故障类别作为诊断结果。实例分析表明该方法诊断速度较快,能满足工程需要,同基于BN和SVM的变压器故障诊断方法相比,具有较高的诊断正确率。     

基于样本扩充和特征优选的IGWO优化SVM的变压器故障诊断技术

为了增强变压器故障诊断模型对不平衡样本的学习能力从而提高少数类故障样本的识别精度,提出了一种基于样本扩充和特征优选的融合多策略改进灰狼算法(improved grey wolf optimizer with multi-strategy, IGWO)优化支持向量机(support vector machine, SVM)的变压器故障诊断技术。首先,使用基于K最近邻过采样方法及核密度估计自适应样本合成算法的混合过采样技术对少数类样本进行扩充得到均衡数据集,并在此基础上采用方差分析对变压器候选比值征兆进行特征优选。然后,通过改进灰狼优化算法(grey wolf optimizer, GWO)初始化策略、参数及位置更新公式,并引入差分进化策略调整种群,提出了融合多策略的改进灰狼算法。最后,构建了一种基于混合过采样技术的IGWO优化SVM的变压器故障诊断模型,并通过多组对比实验验证了所提方法能够有效增强模型对少数类故障样本的识别能力,并提升模型的整体分类性能。     

基于K-L特征提取与支持向量机的油浸式变压器故障诊断模型研究

针对变压器多故障问题,提出了基于Mercer核函数的欧式距离查询策略算法,并建立了基于Karhunen-Loeve(K-L)特征提取与支持向量机的变压器故障诊断模型,利用K-L变换提取信号的特征值,最后通过支持向量机学习算法完成对信号的选择与分类。通过实例应用表明:所训练的SVM分类器较之直接任意选取训练样本作为训练集的传统方法具有更高的诊断率。     

基于PCA和SVM的模拟电路故障诊断

针对电路故障诊断中存在的样本要求高、推广能力弱、特征提取难等问题,提出了一种基于主成分分析(PCA)与支持向量机(SVM)相结合的模拟电路故障诊断方法.通过对电路输出响应的采样信号进行PCA处理,提取故障特征的主要成分,然后利用多类SVM对各种状态下的故障模式进行分类决策,实现被测电路的故障诊断.实验结果表明:该方法能够实现电路故障的快速检测与故障元件的准确定位,具有速度快、精度高、鲁棒性好的特点.     

基于多尺度排列熵和IWOA-SVM的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承信号表现出的非线性和非平稳性特征问题，合理的特征选择可提高故障诊断率，提出基于多尺度排列熵(MPE)与改进鲸鱼算法(IWOA)优化支持向量机(SVM)的故障诊断模型。首先，通过变分模态分解(VMD)进行信号降噪预处理，计算多尺度排列熵进行信号特征重构；其次，引入惯性动态权重对鲸鱼算法进行改进，通过训练SVM参数，建立IWOA-SVM故障诊断模型；最后用美国凯斯西储大学轴承数据集进行仿真。结果表明，相较于多尺度熵，MPE可表征的故障特征信息更加丰富，故障识别率提高了2.1%;与同类优化算法相比，采用IWOA对SVM进行优化的故障诊断模型，收敛速度快、训练时间短、故障识别精度高，可对滚动轴承进行有效诊断。     

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。     

基于机电信号融合的DFIG定子绕组匝间短路故障诊断

定子绕组匝间短路故障是双馈异步发电机(DFIG)常见的故障形式,发生概率高达30%,直接威胁到发电机的安全运行。发电机在复杂多变的环境下运行时,单一故障特征往往难以精准地反映故障,从而易产生误判、漏判的情况。文中提出一种基于电气、机械信号融合的定子绕组匝间短路故障诊断新方法——负序电流差与定子径向振动信号的二倍频分量联合诊断。首先利用支持向量机分别计算单一故障特征下的匝间短路故障概率;然后将其作为D-S证据理论的基本概率分配,依托证据组合规则,得出定子绕组匝间短路的最终诊断结果。实验结果表明:与基于单一信号的故障诊断方法相比,该方法能够更有效地诊断定子绕组匝间短路故障并可靠识别短路匝数,提高故障诊断的精确度,可推广应用至海上风电等对故障识别精度要求更高的领域。     

基于支持向量机的逆变电源故障诊断

针对基于支持向量机的逆变电源故障诊断进行了研究。使用自行设计的变频电源模拟逆变器各种故障状态,分别采集了常态和各种故障状态下的电压信号,并进行波形和谐波分析。并在MATLAB中搭建了逆变电源的仿真电路用来验证实际电路实验。在电压波形和谐波分析的基础上,研究一种根据电压波形特征进行逆变电源故障诊断的方法,即采用支持向量机分类的方法对逆变器的故障状态进行分类。仿真实验和真实试验验证了基于支持向量机的逆变器故障诊断方法的有效性。     

基于支持向量机的电力电子电路故障诊断技术

提出一种利用小波包分析获取电力电子电路故障特征和基于支持向量机状态分类的电力电子电路故障诊断方法。首先讨论小波包故障信号特征提取和支持向量机(support vector machine,SVM)的多值分类算法,重点研究一种改进的支持向量机的"一对多"故障分类算法,实现对十二脉波可控整流电路中晶闸管断路故障的诊断。实验结果分析表明,该方法能准确对电力电子电路进行诊断和故障元定位、诊断精度高,该方法在解决电力电子电路故障诊断问题上有着很好的实用价值和应用前景。     

三电平有源电力滤波器IGBT开路故障诊断方法研究

针对三电平中点钳位式(Neutral Point Clamped,NPC)有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)中功率器件IGBT开路故障的诊断问题,提出采用小波包分析故障信号,提取各频段能量系数作为故障特征,并利用网格搜索支持向量机(Support Vector Machine,SVM)进行分类的诊断方法。将所提方法应用于三个测试点进行测试,分别为逆变输出侧三相补偿电流、直流侧电容电压、电源侧三相电流,然后针对各信号的特点完成故障特征提取与故障类型识别,最后在谐波源三相整流桥触发角变化时进行了适应性实验,结果表明所提出的方法可分别基于三个测试点实现故障诊断,并且基于直流侧电容电压的测量方式对谐波源变化有良好的适应性。