变压器类设备状态评价的回归建模研究
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第 22 卷 第 6 期 2012 年 6 月
计算机技术与发展
COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENT
Vol． 22 No． 6 June 2012
变压器类设备状态评价的回归建模研究
夏 阳， 孙庆山， 汤 进， 罗 斌
（ 安徽大学 计算机科学与技术学院， 安徽 合肥 230039 ）
Abstract： In the national pow er grid system ， transformer equipment of pow er system plays an important role， and transformer equipment diagnosis directly guides the pow er transformer equipment maintenance． It proposes to use the nonlinear regression algorithm for equipment condition maintenance， build a transformer nonlinear regression model w ith a lot of samples on operation equipment state information． The approach can make up for the disadvantage of traditional multistep points in the evaluation system ， thus provide a more accurate maintenance scheme． And experiments validate the effectiveness and correctness of the approach． Key words： transformer equipment； linear regression model； equipment maintenance
［8 ］
是最基本的分析方法 ， 遇
第6 期
夏
阳等： 变压器类设备状态评价的回归建模研究
· 157·
到非线性回归问题可以借助数学手段化非线性回归问 题为线性回归问题来处理 。 对于变压器类设备 ， 把设备状态评分作为因变量 ， 各种不同设备参数作为自变量 ， 利用大量实际运行中 的数据作为分析样本 ， 得出其相互之间的关系模型 。 1． 2 变压器类设备线性回归算法的数学建模 yk ） ， k = 1， 2， …， N， 对于任意的 N 个点 （ x k ， 其中 x k
收稿日期：2011－10－21 ；修回日期：2012－02－02 61003038 ） ； 安徽省教育自 基金项目：国家自然科学基金 （ 61073116 ， 然科学重点基金（ KJ2010A006 ） 作者简介：夏 式识别研究。 阳（ 1987－ ） ， 男， 硕士研究生， 主要从事图像处理与模
1
［2 ］ ［1 ］
标评估
等各种生产应用领域 ， 在生产应用中起到了
重要的作用 。自然界两变量之间一般存在着非线性关 系， 由此文中利用多元线性回归算法对变压器类设备 状态评价进行回归建模 ， 模拟出变压器类设备扣分评 价和各个参数的关系 。
。
［3 ］
近年来国家电网发布试行的变压器类设备状态检 和评价导则 ， 国家电网对变压器类设备的 状态检修一直按照该导则对设备进行评价 。由于该导 则对设备参数采用阶梯型评价的原则 ， 不能精确的体 现采集的数据与设备状态的相互关系 。例如评价指标 的第 23 条油中溶解气体分析中 H2 的选项中 H2 含量 大于 150 μl / l 就要扣除该变压器本体 8 分 ， 不能准确
1． 1
变压器类设备状态评价的回归模型
回归算法原理 在回归分析中 ， 当研究的因果关系只涉及因变量
和一个自变量时 ， 叫做一元回归分析 ； 当研究的因果关 系涉及因变量和两个或者两个以上自变量时 ， 叫做多 元回归分析 。此外 ， 在回归分析中 ， 又依据描述自变量 与因变量之间因果关系的函数表达式是线性的还是非 线性的 ， 分为线性回归分析和非线性回归分析 。 通常线性回归分析法
设备状态检修是指企业以安全 、 环境 、 效益等为基 通过对设备运行状态的评估来决定检修决策并开 础， 展相应的设备检修工作 ， 从而达到设备运行安全可靠 、 检修成本合理的一种设备检修策略 。 其中 ， 变压器类 设备又是最重要的电力设备之一 。因而对变压器类设 备的检修模型的研究 ， 确定设备状态 ， 依据设备状态开 展相应的试验、 检修工作成为国家电网设备检修工作 的重要组成部分 修导则
Research on State Evaluation Modeling of Transformer Equipment
XIA Yang ， SUN Qing －shan， TANG Jin， LUO Bin
（ College of Computer Science and Technology ， Anhui University ， Hefei 230039 ， China）
摘 要：在国家电网系统中， 电力系统变压器类设备起着至关重要的作用 ， 而对变压器类设备的故障诊断又直接决定着电
力变压器类设备的维护工作。文中提出在变压器类设备状态检修中 ， 使用基于线性回归的建模方法 ， 以大量运行中的设 备的状态信息为样本， 对变压器类设备状态建立回归模型 ， 从而形成对变压器类设备更精确的状态评价， 在很大程度上弥 补了传统的阶梯性扣分评价体系的不足 ， 以得出更精确的检修方案， 并通过实验证明该方法的有效性和正确性 。 关键词：变压器类设备； 多元线性回归算法； 设备故障诊断 中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1673－629X（ 2012 ） 06－0156－03
0
引
言
的区分 H2 含量 148 μl / l 和 H2 含量 152 μl / l 之间的区 别， 再如对油中溶解气体分析中总烃气体由总烃含量 以 和气体速率多因素决定评价的标准可以进行建模 ， 更精确地得出多元参数对评分结果的影响 。 目前 ， 各种回归模型广泛地应用于油田产量预 测
［4 ห้องสมุดไป่ตู้ ［5 ］ ［6 ］ 、 预测灾害策略研究 、 数学数据处理 、 生理指 ［7 ］
计算机技术与发展
COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENT
Vol． 22 No． 6 June 2012
变压器类设备状态评价的回归建模研究
夏 阳， 孙庆山， 汤 进， 罗 斌
（ 安徽大学 计算机科学与技术学院， 安徽 合肥 230039 ）
Abstract： In the national pow er grid system ， transformer equipment of pow er system plays an important role， and transformer equipment diagnosis directly guides the pow er transformer equipment maintenance． It proposes to use the nonlinear regression algorithm for equipment condition maintenance， build a transformer nonlinear regression model w ith a lot of samples on operation equipment state information． The approach can make up for the disadvantage of traditional multistep points in the evaluation system ， thus provide a more accurate maintenance scheme． And experiments validate the effectiveness and correctness of the approach． Key words： transformer equipment； linear regression model； equipment maintenance
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是最基本的分析方法 ， 遇
第6 期
夏
阳等： 变压器类设备状态评价的回归建模研究
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到非线性回归问题可以借助数学手段化非线性回归问 题为线性回归问题来处理 。 对于变压器类设备 ， 把设备状态评分作为因变量 ， 各种不同设备参数作为自变量 ， 利用大量实际运行中 的数据作为分析样本 ， 得出其相互之间的关系模型 。 1． 2 变压器类设备线性回归算法的数学建模 yk ） ， k = 1， 2， …， N， 对于任意的 N 个点 （ x k ， 其中 x k
收稿日期：2011－10－21 ；修回日期：2012－02－02 61003038 ） ； 安徽省教育自 基金项目：国家自然科学基金 （ 61073116 ， 然科学重点基金（ KJ2010A006 ） 作者简介：夏 式识别研究。 阳（ 1987－ ） ， 男， 硕士研究生， 主要从事图像处理与模
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标评估
等各种生产应用领域 ， 在生产应用中起到了
重要的作用 。自然界两变量之间一般存在着非线性关 系， 由此文中利用多元线性回归算法对变压器类设备 状态评价进行回归建模 ， 模拟出变压器类设备扣分评 价和各个参数的关系 。
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近年来国家电网发布试行的变压器类设备状态检 和评价导则 ， 国家电网对变压器类设备的 状态检修一直按照该导则对设备进行评价 。由于该导 则对设备参数采用阶梯型评价的原则 ， 不能精确的体 现采集的数据与设备状态的相互关系 。例如评价指标 的第 23 条油中溶解气体分析中 H2 的选项中 H2 含量 大于 150 μl / l 就要扣除该变压器本体 8 分 ， 不能准确
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变压器类设备状态评价的回归模型
回归算法原理 在回归分析中 ， 当研究的因果关系只涉及因变量
和一个自变量时 ， 叫做一元回归分析 ； 当研究的因果关 系涉及因变量和两个或者两个以上自变量时 ， 叫做多 元回归分析 。此外 ， 在回归分析中 ， 又依据描述自变量 与因变量之间因果关系的函数表达式是线性的还是非 线性的 ， 分为线性回归分析和非线性回归分析 。 通常线性回归分析法
设备状态检修是指企业以安全 、 环境 、 效益等为基 通过对设备运行状态的评估来决定检修决策并开 础， 展相应的设备检修工作 ， 从而达到设备运行安全可靠 、 检修成本合理的一种设备检修策略 。 其中 ， 变压器类 设备又是最重要的电力设备之一 。因而对变压器类设 备的检修模型的研究 ， 确定设备状态 ， 依据设备状态开 展相应的试验、 检修工作成为国家电网设备检修工作 的重要组成部分 修导则
Research on State Evaluation Modeling of Transformer Equipment
XIA Yang ， SUN Qing －shan， TANG Jin， LUO Bin
（ College of Computer Science and Technology ， Anhui University ， Hefei 230039 ， China）
摘 要：在国家电网系统中， 电力系统变压器类设备起着至关重要的作用 ， 而对变压器类设备的故障诊断又直接决定着电
力变压器类设备的维护工作。文中提出在变压器类设备状态检修中 ， 使用基于线性回归的建模方法 ， 以大量运行中的设 备的状态信息为样本， 对变压器类设备状态建立回归模型 ， 从而形成对变压器类设备更精确的状态评价， 在很大程度上弥 补了传统的阶梯性扣分评价体系的不足 ， 以得出更精确的检修方案， 并通过实验证明该方法的有效性和正确性 。 关键词：变压器类设备； 多元线性回归算法； 设备故障诊断 中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1673－629X（ 2012 ） 06－0156－03
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引
言
的区分 H2 含量 148 μl / l 和 H2 含量 152 μl / l 之间的区 别， 再如对油中溶解气体分析中总烃气体由总烃含量 以 和气体速率多因素决定评价的标准可以进行建模 ， 更精确地得出多元参数对评分结果的影响 。 目前 ， 各种回归模型广泛地应用于油田产量预 测
［4 ห้องสมุดไป่ตู้ ［5 ］ ［6 ］ 、 预测灾害策略研究 、 数学数据处理 、 生理指 ［7 ］