CN110929972B - 评估配电变压器状态的方法、装置、设备、介质和程序 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于评估配电变压器的健康状态的方法、装置、介质和程序，用于评估配电变压器的健康状态的方法包括：从多个配电变压器的电力参数中提取特征；基于所提取的特征将多个配电变压器聚类为M个子集，其中，M为大于1且小于配电变压器的数目的自然数；针对M个子集中的每一个子集分别执行以下处理：将子集的聚类中心确定为该子集的基准变压器；计算该子集中的每一个配电变压器与基准变压器的相似度；根据计算的相似度对该子集中的配电变压器进行排序。

Description

评估配电变压器状态的方法、装置、设备、介质和程序
技术领域
本发明通常涉及变压器领域，更具体地，涉及用于评估配电变压器的状态的方法、装置、设备、介质和程序。
背景技术
配电变压器的健康可以理解为高可靠性和较小的电力损耗。然而如何对配电变压器的健康状态进行评价很难给出一个清楚的定义。
目前，对于变压器的健康评价主要集中于高压变压器的状态监测和维护以及设备可靠性评价，已经提出了一些变压器状态评价方法。然而，这些方法都是基于故障或事件数据，或者变压器内部的监控数据，并且这些方法是基于单个设备。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于上述，本发明提出了一种用于评价配电变压的健康状态的方法和装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于评估配电变压器的健康状态的方法，包括：从多个配电变压器的电力参数中提取特征；基于所提取的特征将所述多个配电变压器聚类为M个子集，其中，M为大于1且小于所述配电变压器的数目的自然数；针对所述M个子集中的每一个子集分别执行以下处理：将该子集的聚类中心确定为该子集的基准变压器；计算该子集中的每一个配电变压器与所述基准变压器的相似度；根据计算的所述相似度对该子集中的配电变压器进行排序。
以这样的方式，可以对大量配电变压器的健康状态进行评价，对其健康水平进行排序，使得操作者能够集中于具有预定健康水平的特定变压器集合。根据本发明的实施例的方法，具有更快的速度和更高的效率，并且能够节省成本。
可选地，在上述方面的一个示例中，所述电力参数为电压。
可选地，在上述方面的一个示例中，从多个配电变压器的电力参数中提取特征包括：基于统计学参数来提取特征以及对所述电力参数进行滤波来得到滤波后的特征。
以这样的方式，可以提取大量不同的特征，以更好地对配电变压器进行聚类。
可选地，在上述方面的一个示例中，计算该子集中的每一个配电变压器与所述基准变压器的相似度包括：计算配电变压器的电力参数曲线与所述基准变压器的电力参数曲线之间的余弦距离或欧几里德距离。
以这样的方式，可以根据需要采用不同的方式来计算配电变压器与基准变压器的相似度。
可选地，在上述方面的一个示例中，针对所述M个子集中的每一个子集执行的处理还包括：基于一个子集中的所述基准变压器的健康状态和每一个配电变压器的排序来评估每一个配电变压器的状态。
以这样的方式，可以对每一个配电变压器的状态进行评估。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于评估配电变压器的健康状态的装置，包括：特征提取单元，被配置为从多个配电变压器的电力参数中提取特征；聚类单元，被配置为基于所提取的特征将所述多个配电变压器聚类为M个子集，其中，M为大于1且小于所述配电变压器的数目的自然数；基准确定单元，被配置为将每一个子集的聚类中心确定为该子集的基准变压器；相似度计算单元，被配置为计算每一个子集中的每一个配电变压器与该子集的基准变压器的相似度；以及排序单元，被配置为对每一个子集中的配电变压器根据计算的所述相似度进行排序。
以这样的方式，可以对大量配电变压器的健康状态进行评价，对其健康水平进行排序，使得操作者能够集中于具有预定健康水平的特定变压器集合。根据本发明的实施例的方法，具有更快的速度和更高的效率，并且能够节省成本。
可选地，在上述方面的一个示例中，所述电力参数为电压。
可选地，在上述方面的一个示例中，特征提取单元进一步被配置为：基于统计学参数来提取特征以及对所述电力参数进行滤波来得到滤波后的特征。
以这样的方式，可以提取大量不同的特征，以更好地对配电变压器进行聚类。
可选地，在上述方面的一个示例中，所述相似度计算单元进一步被配置为：计算配电变压器的电力参数曲线与所述基准变压器的电力参数曲线之间的余弦距离或欧几里德距离。
以这样的方式，可以根据需要采用不同的方式来计算配电变压器与基准变压器的相似度。
可选地，在上述方面的一个示例中，所述用于评估配电变压器的健康状态的装置还可以包括：状态评估单元，被配置为基于一个子集中的所述基准变压器的健康状态和每一个配电变压器的排序来评估所述每一个配电变压器的健康状态。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器耦合的存储器，用于存储指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的用于评估配电变压器的健康状态的方法。
以这样的方式，可以对每一个配电变压器的健康状态进行评估。
根据本发明的另一方面，提供了一种非暂时性机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得所述机器执行如上所述的用于评估配电变压器的健康状态的方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行如上所述的用于评估配电变压器的健康状态的方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行如上所述的用于评估配电变压器的健康状态的方法。
附图说明
通过参照下面的附图，可以实现对于本公开内容的本质和优点的进一步理解。在附图中，类似组件或特征可以具有相同的附图标记。
图1是根据本发明的一个实施例的用于评估配电变压器的健康状态的方法的示例性过程的流程图；
图2是根据本发明的一个实施例的用于评估配电变压器的健康状态的装置的方框图；和
图3是根据本发明的一个实施例的用于评估配电变压器的健康状态的电子设备的方框图。
附图标记
100：用于评估配电变压器的健康状态的方法
S102～S106：步骤
200：用于评估配电变压器的健康状态的装置
202：特征提取单元
204：聚类单元
206：基准确定单元
208：相似度计算单元
210：排序单元
212：状态评估单元
300：电子设备
302：至少一个处理器
304：存储器
具体实施方式
现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以按照与所描述的顺序不同的顺序来执行，以及各个步骤可以被添加、省略或者组合。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。
如本文中使用的，术语“包括”及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义，无论是明确的还是隐含的。除非上下文中明确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。
本发明提出了一种用于评价配电变压器的健康状态的方法和装置。根据本发明的一个实施例的方法，收集大量配电变压器的电力参数历史数据，从这些数据中提取不同的特征，根据所提取的特征对多个配电变压器进行聚类得到多个子集，对于每个子集，将其聚类中心确定为基准，然后将该子集中的其他配电变压器与该基准进行比较，从而对配电变压器的状态进行评估。
下面结合附图详细说明根据本发明的实施例的用于评估配电变压器的健康状态的方法和装置。
图1是根据本发明的一个实施例的用于评估配电变压器的健康状态的方法100的示例性过程的流程图。
如图1所示，首先，在块S102，从多个配电变压器的电力参数中提取特征。
优选地，电力参数为电压。在本发明的一个实施例的方法中，收集大量配电变压器的电压历史数据，从这些电压数据中提取不同的特征。具体地，可以基于统计学参数来提取特征，还可以对电力参数进行滤波来得到滤波降噪的特征。
本领域技术人员可以理解，统计学参数可以包括：平均值、最小值、最大值、标准差、各种百分位数(percentiles)、矩(moment)、峭度(Kurtosis)等，在此不再赘述。
在如上所述提取出特征之后，在块S104，基于所提取的特征将多个配电变压器聚类为M个子集，可以理解，M为大于1且小于配电变压器的数目的自然数。
这里，可以采用例如K-Means(K均值)、K-Medoids(K中位数)等常用聚类算法进行聚类，本发明对聚类算法并不做限定。本领域技术人员可以理解将多个配电变压器聚类为M个子集的具体过程，在此不再赘述。
接着，在块S106中，针对M个子集中的每一个子集分别执行以下处理。
首先，将该子集的聚类中心确定为该子集的基准变压器。
本领域技术人员可以理解，在利用聚类算法进行聚类得到M个子集的过程中，就可以确定每一个子集的聚类中心；有些聚类算法确定的聚类中心可能不是某个配电变压器，在这种情况下，可以将最接近于所确定的聚类中心的配电变压器确定为基准变压器，在此不再赘述。
然后，计算该子集中的每一个配电变压器与基准变压器的相似度。具体地，例如可以通过计算配电变压器的电压曲线与基准变压器的电压曲线之间的余弦距离或者欧几里德距离来计算配电变压器与基准变压器的相似度。
最后，根据所计算的每一个配电变压器与基准变压器的相似度来对配电变压器进行排序。
在一个示例中，对M个子集中的每一个子集执行的处理还可以包括：根据一个子集中的基准变压器的健康状态以及其中的配电变压器的排序对每个配电变压器的健康状态进行评估。
本领域技术人员可以理解，通过聚类得到的基准变压器可能是健康的配电变压器的基准，也可能是不健康的变压器的基准。对于健康的配电变压器的基准，一个配电变压器与其相似度越高，则说明该配电变压器的健康状态越好；而对于不健康的变压器的基准，一个配电变压器与其相似度越高，则说明该配电变压器的健康状态越差。在实际应用中，本领域技术人员可以根据经验或者根据例如基准变压器的电压曲线来确定该基准变压器是健康的基准还是不健康的基准，从而基于基准变压器的健康状态以及配电变压器的排序对每个配电变压器的状态进行评估。
根据本发明的一个实施例的用于评估配电变压器的健康状态的方法可以对大量配电变压器的健康水平进行排序，并且进一步可以对其健康状态进行评价，使得操作者能够按照需要来关注具有预定健康水平的特定变压器集合。根据本发明的实施例的方法，具有更快的速度和更高的效率，并且能够节省成本。
图2是根据本发明的一个实施例的用于评估配电变压器的健康状态的装置200的方框图。如图2所示，用于评估配电变压器的健康状态的装置200包括特征提取单元202、聚类单元204、基准确定单元206、相似度计算单元208和排序单元210。
特征提取单元202被配置为从多个配电变压器的电力参数中提取特征。优选地，电力参数为电压。
其中，特征提取单元进一步被配置为：基于统计学参数来提取特征以及对电力参数进行滤波来得到滤波后的特征。
特征提取单元202的操作与上面参照图1描述的块S102的操作类似。
聚类单元204被配置为基于所提取的特征将多个配电变压器聚类为M个子集，其中，M为大于1且小于配电变压器的数目的自然数。
基准确定单元206被配置为将每一个子集的聚类中心确定为该子集的基准变压器。
相似度计算单元208被配置为计算每一个子集中的每一个配电变压器与该子集的基准变压器的相似度。
优选地，相似度计算单元208通过计算配电变压器的电力参数曲线与基准变压器的电力参数曲线之间的余弦距离或欧几里德距离来计算配电变压器与基准变压器的相似度。本领域技术人员可以理解，计算配电变压器与基准变压器的相似度的方法不限于以上所述的余弦距离或欧几里德距离。
排序单元210被配置为对每一个子集中的配电变压器根据计算的所述相似度进行排序。
可选地，用于评估配电变压器的健康状态的装置还可以包括：状态评估单元212，被配置为基于一个子集中的基准变压器的健康状态和每一个配电变压器的排序来评估每一个配电变压器的状态。
基准确定单元206、相似度计算单元208、排序单元210和状态评估单元212的操作与上面参照图1描述的块S106的操作类似。
如上参照图1到图2，对根据本发明的用于评估配电变压器的健康状态的方法和装置的实施例进行了描述。上面的用于评估配电变压器的健康状态的装置200可以采用硬件实现，也可以采用软件或者硬件和软件的组合来实现。
在本发明中，用于评估配电变压器的健康状态的装置200可以利用电子设备实现。图3示出了根据本发明的用于评估配电变压器的健康状态的电子设备300的方框图。根据一个实施例，电子设备300可以包括至少一个处理器302，处理器302执行在计算机可读存储介质(即，存储器304)中存储或编码的至少一个计算机可读指令(即，上述以软件形式实现的元素)。
在一个实施例中，在存储器304中存储计算机可执行指令，其当执行时使得至少一个处理器302：从多个配电变压器的电力参数中提取特征；基于所提取的特征将多个配电变压器聚类为M个子集，其中，M为大于1且小于配电变压器的数目的自然数；针对M个子集中的每一个子集分别执行以下处理：将该子集的聚类中心确定为该子集的基准变压器；计算该子集中的每一个配电变压器与基准变压器的相似度；根据计算的相似度对该子集中的配电变压器进行排序。
应该理解，在存储器304中存储的计算机可执行指令当执行时使得至少一个处理器302进行本发明的各个实施例中以上结合图1-2描述的各种操作和功能。
根据一个实施例，提供了一种非暂时性机器可读介质。该非暂时性机器可读介质可以具有机器可执行指令(即，上述以软件形式实现的元素)，该指令当被机器执行时，使得机器执行本发明的各个实施例中以上结合图1-2描述的各种操作和功能。
根据一个实施例，提供了一种计算机程序，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行本发明的各个实施例中以上结合图1-2描述的各种操作和功能。
根据一个实施例，提供了一种计算机程序产品，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行本发明的各个实施例中以上结合图1-2描述的各种操作和功能。
上面结合附图阐述的具体实施方式描述了示例性实施例，但并不表示可以实现的或者落入权利要求书的保护范围的所有实施例。在整个本说明书中使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。
本公开内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims (12)

1.用于评估配电变压器的健康状态的方法，包括：
从多个配电变压器的电力参数中提取特征；
基于所提取的特征将所述多个配电变压器聚类为M个子集，其中，M为大于1且小于所述配电变压器的数目的自然数；
针对所述M个子集中的每一个子集分别执行以下处理：
将子集的聚类中心确定为该子集的基准变压器；
计算该子集中的每一个配电变压器与所述基准变压器的相似度；
根据计算的所述相似度对该子集中的配电变压器进行排序，
其中，针对所述M个子集中的每一个子集执行的处理还包括：基于一个子集中的所述基准变压器的健康状态和每一个配电变压器的排序来评估所述每一个配电变压器的健康状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述电力参数为电压。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，从多个配电变压器的电力参数中提取特征包括：基于统计学参数来提取特征以及对所述电力参数进行滤波来得到滤波后的特征。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，计算该子集中的每一个配电变压器与所述基准变压器的相似度包括：计算配电变压器的电力参数曲线与所述基准变压器的电力参数曲线之间的余弦距离或欧几里德距离。
5.用于评估配电变压器的健康状态的装置(200)，包括：
特征提取单元(202)，被配置为从多个配电变压器的电力参数中提取特征；
聚类单元(204)，被配置为基于所提取的特征将所述多个配电变压器聚类为M个子集，其中，M为大于1且小于所述配电变压器的数目的自然数；
基准确定单元(206)，被配置为将每一个子集的聚类中心确定为该子集的基准变压器；
相似度计算单元(208)，被配置为计算每一个子集中的每一个配电变压器与该子集的基准变压器的相似度；
排序单元(210)，被配置为对每一个子集中的配电变压器根据计算的所述相似度进行排序；以及
状态评估单元(212)，被配置为基于一个子集中的所述基准变压器的健康状态和每一个配电变压器的排序来评估所述每一个配电变压器的状态。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述电力参数为电压。
7.如权利要求5或6所述的装置，其中，所述特征提取单元(202)进一步被配置为：基于统计学参数来提取特征以及对所述电力参数进行滤波来得到滤波后的特征。
8.如权利要求5或6所述的装置，其中，相似度计算单元(208)进一步被配置为：计算配电变压器的电力参数曲线与所述基准变压器的电力参数曲线之间的余弦距离或欧几里德距离。
9.一种电子设备(300)，包括：
至少一个处理器(302)；以及
与所述至少一个处理器(302)耦合的存储器(304)，用于存储指令，当所述指令被所述至少一个处理器(302)执行时，使得所述处理器(302)执行如权利要求1到4中任一所述的方法。
10.一种非暂时性机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得所述机器执行如权利要求1到4中任一所述的方法。
11.一种计算机程序，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行根据权利要求1至4中任一项所述的方法。
12.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行根据权利要求1至4中任一项所述的方法。
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