[发明专利]一种基于随机森林的变压器油纸绝缘FDS数据修复方法

说明书

本发明涉及一种基于随机森林的变压器油纸绝缘FDS数据修复方法，包括以下步骤：制备不同老化程度、不同水分含量的油纸绝缘试品，对各油纸绝缘试品进行频域介电检测，提取频域特征参量，并基于频域特征参量构建油纸绝缘FDS样本数据库；基于油纸绝缘FDS样本数据库，采用完全随机缺失法构造缺失频域特征参量FDS样本数据；利用油纸绝缘FDS样本数据库以及缺失频域特征参量FDS样本数据训练随机森林模型；采集目标变压器油纸绝缘缺失频域特征参量的FDS数据，输入至所述随机森林模型，输出数据修复结果。

技术领域

本发明涉及一种基于随机森林的变压器油纸绝缘FDS数据修复方法，属于变压器油纸绝缘的FDS数据修复技术领域。

背景技术

油浸式电力变压器是电力系统中的核心环节，对其绝缘状态的诊断是一项热点研究。目前，对于变压器油纸绝缘系统的诊断主要采用基于电介质反应理论的频域介电谱法(FDS)，其具有无需取样，测量频带宽，操作简便的优点，因此非常适用于变压器的现场测量。但由于变压器身处环境较为恶劣，所以在测量过程中会受到诸如温度、电磁、湿度多种环境因素的干扰，造成部分FDS测量数据缺失，进一步对后续变压器绝缘状态的诊断带来不利影响。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于随机森林的变压器油纸绝缘FDS数据修复方法，通过构建随机森林回归模型，实现对部分特征参量缺失的FDS数据进行修复，为后续变压器故障诊断提供数据保障。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种基于随机森林的变压器油纸绝缘FDS数据修复方法，包括以下步骤：

制备不同老化程度、不同水分含量的油纸绝缘试品，对各油纸绝缘试品进行频域介电检测，提取频域特征参量，并基于频域特征参量构建油纸绝缘FDS样本数据库；

基于油纸绝缘FDS样本数据库，采用完全随机缺失法构造缺失频域特征参量FDS样本数据；

利用油纸绝缘FDS样本数据库以及缺失频域特征参量FDS样本数据训练随机森林模型；

采集目标变压器油纸绝缘缺失频域特征参量的FDS数据，输入至所述随机森林模型，输出数据修复结果。

作为优选实施方式，所述频域特征参量为六个，分别为f＝10^-3Hz、f＝10^-2Hz、f＝10^-1Hz三个频率点下的介质损耗因数tanδ和复电容虚部C＇＇的值。

作为优选实施方式，所述采用完全随机缺失法构造缺失频域特征参量FDS样本数据的步骤具体为：

设油纸绝缘FDS样本数据库为X_m＝[x₁₁,x₂₂,…,x_mn],x_mn表示第m个油纸绝缘试品所提取的第n个频域特征参量；

采用完全随机缺失法构建缺失频域特征参量FDS样本数据，设第i个油纸绝缘试品缺失了第P个频域特征参量，第j个油纸绝缘试品缺失了第q个频域特征参量，则这两油纸绝缘试品的样本数据分别为：X_i＝[x_i1,x_i2,…,y_ip,…,x_jn],X_j＝[x_j1,x_j2,…,y_jq,…,x_jn]；

y_ip与y_jq分别表示缺失的频域特征参量数据。

作为优选实施方式，所述利用油纸绝缘FDS样本数据库以及缺失频域特征参量FDS样本数据训练随机森林模型的步骤具体为：