[发明专利]一种两级式变压器油纸绝缘时域介电响应特征量优选方法

说明书

本发明涉及一种两级式变压器油纸绝缘时域介电响应特征量优选方法，结合过滤式特征选择统计学指标和随机森林袋外数据特征量重要性估计的优点，可以通过两级特征选择最终确定冗余度最小，类区分度最高，分类重要性最强的最优特征空间。用以对时域介电谱特征量评估选择，在与传统绝缘诊断方法采用相近维度特征空间的条件下，能够携带更多有效信息，大幅改善绝缘诊断的准确率，为后续利用多元时域特征量进行变压器绝缘评估提供特征空间选取的新思路，在实际工程中具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及油纸绝缘变压器老化评估技术领域，特别是一种两级式变压器油纸绝缘时域介电响应特征量优选方法。

背景技术

油浸式变压器长期的运行会使其绝缘系统逐渐老化失效，而影响其运行状态和使用寿命。因此，有必要周期性地对变压器绝缘系统进行有效诊断。变压器油纸绝缘诊断研究领域中，时域介质响应法作为一种无损检测方法，能够准确反映变压器绝缘的弛豫特性，科学可靠地对油纸绝缘老化状态做出诊断。回复电压法(RVM)和极化/去极化电流法(PDC)是广泛使用的两种时域介电响应技术。利用RVM或PDC进行油纸绝缘诊断主要分为3个步骤：首先，进行实地测试采集变压器数据，并研究拓展debey等效电路实现弛豫仿真建模；其次，建立时域介电谱，从中提取时域特征量，探索特征量与绝缘劣化程度间的内在联系；最后，将时域特征量作为评估判踞，通过智能算法实现油纸绝缘老化状态综合诊断。

提取合适的特征量是关键内容之一，近几年相关的研究积累了很多成果。但这些研究的共同局限是：利用个别变压器不同理想状态下所提取的特征量作简单的数值比较实验，其结论推广到大量变压器且更复杂绝缘状态时，还能否表现出良好的规律性仍待考究。同时，随着该研究领域中特征数量的不断积累，并针对单一特征量进行诊断可能导致误判的问题，学者们开始融入多元特征量进行油纸绝缘综合诊断研究。但这些研究在特征空间选择时都忽略了冗余特征和无关特征会带来不良影响，导致特征提取过程繁琐，以及诊断过程偏向依赖这些特征而造成算法过拟合，且在利用多特征进行绝缘诊断的研究方面也存在着特征空间选取缺乏合理依据的问题。

变压器油纸绝缘状态相当复杂，特征量的性能是绝缘诊断方法的关键，改善特征空间的分类性能够大幅提高绝缘诊断的准确性，然而时域介电特征选择依然是目前该领域研究中的空缺。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种两级式变压器油纸绝缘时域介电响应特征量优选方法，用以解决时域介电特征空间选取没有合理依据的问题，结合过滤式特征选择统计学指标和随机森林袋外数据特征量重要性估计的优点，可以通过两级特征选择最终确定冗余度最小，类区分度最高，分类重要性最强的最优特征空间。

本发明采用以下方案实现：一种两级式变压器油纸绝缘时域介电响应特征量优选方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：收集变压器时域介电响应法的现场实测数据作为样本，(按照《电力设备预防性试验规程》中糠醛含量试验的指标规定)将收集到样本根据变压器油纸绝缘状态划分为绝缘状态良好、绝缘状态一般、绝缘状态恶劣3个大类；提取时域介电特征量，根据仿真及相关理论进行计算提取时域介电特征量，构成初始特征空间Ω₁；

步骤S2：基于特征间冗余度最小的方法，进行特征选择，先计算每一时域介电特征与其他特征间的皮尔森相关系数，从特征空间Ω₁提出高度相关特征矩阵，然后利用平均皮尔森相关系数度量高度相关特征矩阵中每个特征量的全局相关性，剔除冗余特征，形成冗余性最低特征空间Ω₂；