[发明专利]基于多元线性回归模型的高压开关柜电缆触头故障检测方法

权利要求书

1.基于多元线性回归模型的高压开关柜电缆触头故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、分析高压开关柜触头温度数据的特征，给出待定系数的多元线性回归模型：假设样本容量为m，在k时刻因变量定义为y(k)，n个自变量记作x_s(s＝1,2,…,n)，μ(k)是残差，δ₀为常数项，δ₀，δ₁，……δ_n是偏回归系数；

其中，偏回归系数反应了在剩余的自变量保持不变时，Z_i值的变化对y_i取值的影响程度，多元线性回归分析建模多项式可表示如下：

y(k)＝δ₀+δ₁x₁(k)+δ₂x₂(k)+...+δ_nz_n(k)+μ(k)

将多元线性回归分析建模多项式改写为矩阵形式为：

y(k)＝x_s^T(k)δ_s+μ(k)

δ_s＝(δ₀,δ₁,K,δ_n)^T

x_s＝(x₁,x₂,K,x_n)^T

S2、触点温度数据预处理，将高压开关的A，B，C三相的触点温度数据按照一定的格式写入多元线性回归模型之中；

S3、建立特征工程，选取20分钟、40分钟、1小时三种区间段序列，区间内特征属性选取区段最低值、区段最高值、区段平均值以及均值次数五种属性，主要分为横向回归与纵向回归构建，横向构建模型以时间轴为准线，对每一触点温度数据分别取20分钟、40分钟、1小时的平均值，纵向构建方程以同一T时间区间内的特征属性作为自变量，单触点的区间均温作为因变量；

S4、求出偏回归系数δ₀,δ₁,δ₂,...,δ_n，参数δ的估计值是通过最小化输出误差的损失函数J(δ)得到的：

递推的最小二乘可推导为：

S5、检验评价回归模型，(1)R²检验：由下述公式可以得出其取值范围R²的值来代表拟合度的好坏：

(2)线性回归方程检验：假设在H₀:δ₁＝δ₂＝.....＝δ_n＝0检验假设成立时，对统计量进行检验：

根据给定的显著性水平α，比较检验的拒绝域F与F(m-n-1)之间的大小关系，从而表示x与y的回归效果；

(3)多元线性回归系数检验，假设H₀:δ_j＝0在假设成立时，对统计量进行检验：

式中，c_jj为c＝(x^Tx)^-1对角线上的元素(j＝1,2,3....n)，根据给定的显著性水平α，查表可判断|t_j|t_α/2(m-n-1)是否成立，若上式成立，则第j项的x_j应排除；

S6、根据已检验的线性模型预测下一时刻的温度,并将此温度与阈值进行对比，从而判定高压开关柜触头温度是否异常。

2.如权利要求1所述的基于多元线性回归模型的高压开关柜电缆触头故障检测方法，其特征在于，所述S2中按照一定的格式为将一段时间内采集到的高压开关柜触头温度数据格式转化为“年、月、日、时、分、秒、设备编号和温度”。

3.如权利要求1所述的基于多元线性回归模型的高压开关柜电缆触头故障检测方法，其特征在于，所述S4中使用Map-Reduce归并模式和作业链模式实现多元线性回归的并行化处理。

4.如权利要求1所述的基于多元线性回归模型的高压开关柜电缆触头故障检测方法，其特征在于，所述S6中，根据DL/T 664-2008规范，A相触头的允许温度范围为0至120℃，B相触头的允许温度范围为0至120℃，C相触头的允许温度范围为0至155℃，各个触头之间的最大允许温差分别为80℃，80℃，115℃，若超出以上阈值，即可判定高压开关柜触头温度异常。