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高佳程 朱永利 賈亞飛 鄭艷艷 劉 帥

DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.180089

1  導(dǎo)語(yǔ)

對(duì)局部放電(PD)的類型進(jìn)行識(shí)別以便進(jìn)一步研究電氣設(shè)備內(nèi)部的絕緣情況，是電氣設(shè)備狀態(tài)評(píng)估中的重要內(nèi)容。為了解決局部放電類型未知的樣本無(wú)法被正確識(shí)別的問(wèn)題，本文提出了一種基于改進(jìn)變量支持向量數(shù)據(jù)描述(SVDD)和馬氏距離的未知局部放電類型的模式識(shí)別方法。

2  研究背景

隨著電網(wǎng)電壓等級(jí)和輸電容量的不斷增大，特高壓輸變電裝備絕緣可靠性的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。電力設(shè)備內(nèi)部絕緣劣化的機(jī)理不同，引起的局部放電類型也不同。而不同的局部放電類型對(duì)設(shè)備絕緣造成的損害程度不同。因此，進(jìn)行局部放電類型的模式識(shí)別已經(jīng)成為了一次設(shè)備狀態(tài)評(píng)估方面的重要組成部分。

3  論文所解決的問(wèn)題及意義

目前，現(xiàn)有的模式識(shí)別方法大都它們只能識(shí)別出樣本庫(kù)中已有的放電類型，當(dāng)有新類別的放電樣本出現(xiàn)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的分類結(jié)果。而在實(shí)際的工程應(yīng)用中，電力設(shè)備故障復(fù)雜多樣，已有的訓(xùn)練樣本庫(kù)中不可能包含所有放電類型，必然存在一定的疏漏，而構(gòu)建絕對(duì)完備的樣本庫(kù)工作量巨大，并不可行。因此，對(duì)未知的放電類型進(jìn)行準(zhǔn)確分類，對(duì)于電氣設(shè)備局部放電診斷研究具有重要意義。

4  論文的方法及創(chuàng)新點(diǎn)

本文所提出的識(shí)別方法中，首先利用SVDD算法對(duì)已知類型的放電樣本進(jìn)行訓(xùn)練，獲得訓(xùn)練樣本的超球體中心a、超球體半徑R以及各類已知類別放電樣本的球心a_i；其次，利用Otsu準(zhǔn)則的雙閾值判定方法，根據(jù)求解出的閾值R₁、R₂重新劃分樣本超平面，并設(shè)置不同區(qū)域內(nèi)的判定準(zhǔn)則；最后，依據(jù)各區(qū)域內(nèi)的判定準(zhǔn)則，利用基于Mahalanobis距離的分析方法對(duì)待測(cè)放電樣本進(jìn)行識(shí)別和分類。

5  結(jié)論

1) 本文提出了一種基于改進(jìn) SVDD 和馬氏距離的未知局放類型的識(shí)別方法。為驗(yàn)證所提出識(shí)別方法的有效性，本文對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下實(shí)測(cè)放電樣本進(jìn)行識(shí)別并將識(shí)別結(jié)果與傳統(tǒng) SVDD 算法進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明本文提出的方法具有較高的識(shí)別率。

2) 利用待測(cè)樣本到各類型放電中心的馬氏距離作為判定樣本放電類型的依據(jù)，結(jié)果表明，相較于歐式距離的判定方法具有更好的識(shí)別效果。

3) 依據(jù) Otsu 準(zhǔn)則設(shè)置雙閾值識(shí)別待測(cè)樣本的放電類型，為 SVDD 算法中閾值的確定提供了一個(gè)新的思路。

本文引用

高佳程, 朱永利, 賈亞飛, 鄭艷艷, 劉帥. 基于改進(jìn)SVDD算法與馬氏距離的未知局部放電類型的識(shí)別[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2018, 33(15): 3510-3517.

Gao Jiacheng, Zhu Yongli, Jia Yafei, Zheng Yanyan, Liu Shuai. Pattern Recognition of Unknown Types of Partial Discharge Based on Improved SVDD Algorithm and Mahalanobis Distance[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2018, 33(15): 3510-3517.

作 者 簡(jiǎn) 介

朱永利 男，1963年生，博士，華北電力大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，河北冀州人，主要研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芊椒ㄔ陔娏ο到y(tǒng)中的應(yīng)用，輸變電設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)與信息分析處理等。1992年破格晉升為副教授，1996年破格晉升為教授，1998年被評(píng)為博士生導(dǎo)師。獲全國(guó)優(yōu)秀留學(xué)回國(guó)人員（1997），國(guó)務(wù)院政府特殊津貼（2001）、教育部首批新世紀(jì)優(yōu)秀人才（2004）。曾作為聯(lián)合培養(yǎng)博士生在英國(guó)女王大學(xué)學(xué)習(xí)，以訪問(wèn)學(xué)者身份在加拿大薩斯可徹溫大學(xué)、卡爾加里大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系從事研究工作，并曾在美國(guó) EDSA 電力應(yīng)用軟件公司工作?，F(xiàn)任中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員、河北省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、河北省人工智能學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、IEEE 會(huì)員。主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目4項(xiàng)、省部級(jí)科技項(xiàng)目2項(xiàng)和電力企業(yè)科技項(xiàng)目等30余項(xiàng)。獲省部級(jí)科研成果獎(jiǎng)勵(lì)4項(xiàng)。作為主編或副主編正式出版普通高等教育規(guī)劃教材3部（其中《發(fā)電廠電氣部分》為“十二五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材）。發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，SCI/EI收錄近100篇，其中3篇為第1作者身份的國(guó)際頂尖期刊IEEE Transactions論文。

高佳程 男，1993年生，碩士研究生，河北高陽(yáng)人，主要研究方向?yàn)楦邏弘姎庠O(shè)備局部放電信號(hào)分析和故障診斷；