JP2011185880A - Reliability evaluation device, and program and method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ニューラルネットワークを用いて求められた、所定の対象に対する所定の推定値の信頼度を評価する信頼度評価装置に関し、特に油入電気機器に対する推定された余寿命の信頼度を評価する信頼度評価装置等に関する。 The present invention relates to a reliability evaluation apparatus that evaluates the reliability of a predetermined estimated value for a predetermined object obtained using a neural network, and in particular, evaluates the reliability of an estimated remaining life for an oil-filled electrical device. The present invention relates to a reliability evaluation device and the like.
ニューラルネットワークには種々のタイプが存在し、例えば、階層型ニューラルネットワークは入力層、中間層および出力層を有している。入力層ではp次元入力ベクトル(入力因子)x=(x1,・・・,xp)が、ニューラルネットワーク内の結合荷重とニューラルネットワークを構成するノード内のシグモイド関数とによって変換され、出力層でr次元出力ベクトル(出力因子)y=(y1,・・・,yr)が得られる(非特許文献1参照)。例えば教師あり学習の場合、ニューラルネットワークのノードは正解となる信号の入力によって結合強度が変化することにより学習を行ない、最適化されていく。ニューラルネットワークは統計処理等の多次元量のデータを有し且つ線形分離不可能な問題に対して適用されることが多い。 There are various types of neural networks. For example, a hierarchical neural network has an input layer, an intermediate layer, and an output layer. In the input layer, the p-dimensional input vector (input factor) x = (x 1 ,..., X p ) is converted by the connection weight in the neural network and the sigmoid function in the node constituting the neural network, and the output layer To obtain an r-dimensional output vector (output factor) y = (y 1 ,..., Y r ) (see Non-Patent Document 1). For example, in the case of supervised learning, the nodes of the neural network learn and are optimized by changing the coupling strength depending on the input of a correct signal. Neural networks are often applied to problems that have multidimensional data such as statistical processing and cannot be linearly separated.
ニューラルネットワークは入出力因子間の非線形な関係を精度良くモデル化することができるが、その反面、モデル化を行うために用いたデータの範囲外のデータについては、ニューラルネットワークの出力因子に基づく推定値の精度が悪くなるという問題がある。これを一般に外挿問題という。従って、ニューラルネットワークによるモデルを用いて予測を行うときには、外挿であるか否かを判断して、できるだけ外挿でない条件で用いる等の注意が必要となる。この外挿であるか否かを判断する方法として、一般的に、上記推定値を求める場合に用いる入力因子それぞれの値がモデル構築に用いたデータの値の範囲内に含まれているか否かを、因子それぞれにチェックする上下限チェックが用いられている。 Neural networks can accurately model nonlinear relationships between input and output factors, but on the other hand, data outside the range of the data used for modeling is estimated based on the output factors of the neural network. There is a problem that the accuracy of the value is deteriorated. This is generally called an extrapolation problem. Therefore, when prediction is performed using a model based on a neural network, it is necessary to determine whether or not extrapolation is performed and to use it under conditions that are not extrapolated as much as possible. As a method of determining whether or not this extrapolation, generally, whether or not each of the input factors used when obtaining the estimated value is included in the range of data values used for model construction. The upper and lower limit checks are used to check each factor.
しかし、上述した上下限チェックでは、因子それぞれでは上下限の中に入っていても、因子同士の組合せとしてみた場合にはデータの範囲外になっているということがあり、このような場合には、上記推定値の精度が悪化してしまうという問題があった。例えば、2つの因子Aおよび因子Bがあるとした場合に、モデル化に用いたデータの範囲として両因子の組合せのデータが、(因子A、因子B)=(0、0)、(1、1)、(10、1)、(1、10)の4通りのデータであったとする。この場合、因子A、因子Bともに上下限範囲は、0〜10である。従って、上述した従来の上下限チェックでは、因子Aと因子Bとが0〜10の範囲に含まれていれば、正常と判断されることになる。この結果、例えば(因子A、因子B)=(10、10)というデータも正常と判断されてしまうことになる。しかし、モデル化に用いたデータの範囲には(因子A、因子B)=(10、10)という組合せはないため、ニューラルネットワークの出力因子に基づく推定値の精度は全く保障できなくなるという問題があった。2因子程度であれば人間によりその場で判断することができるが、因子の数が増加するほど人間によるその場での判断は不可能となる。 However, in the above upper and lower limit checks, even if each factor falls within the upper and lower limits, it may be out of the data range when viewed as a combination of factors. There was a problem that the accuracy of the estimated value deteriorated. For example, if there are two factors A and B, the data of the combination of both factors is (factor A, factor B) = (0, 0), (1, Assume that there are four types of data 1), (10, 1), and (1, 10). In this case, the upper and lower limit ranges of both factor A and factor B are 0-10. Therefore, in the above-described conventional upper / lower limit check, if factor A and factor B are included in the range of 0 to 10, it is determined to be normal. As a result, for example, the data (factor A, factor B) = (10, 10) is also determined to be normal. However, since there is no combination of (factor A, factor B) = (10, 10) in the data range used for modeling, there is a problem that the accuracy of the estimated value based on the output factor of the neural network cannot be guaranteed at all. there were. If it is about two factors, it can be judged on the spot by humans, but as the number of factors increases, the judgment on the spot by humans becomes impossible.
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、ニューラルネットワークのモデル化に用いたデータの範囲外のデータが入力された場合であっても、ニューラルネットワークの出力因子に基づく推定値の精度の信頼度を直ちに算出することができる信頼度評価装置等を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above problem, and even when data outside the range of the data used for modeling the neural network is input, the output factor of the neural network It is an object to provide a reliability evaluation apparatus and the like that can immediately calculate the reliability of the accuracy of the estimated value based on the above.
この発明の信頼度評価装置は、ニューラルネットワークを用いて求められた、所定の対象に対する所定の推定値の信頼度を評価する信頼度評価装置であって、前記ニューラルネットワークの学習に用いる入力因子であって該所定の対象から測定された所定の測定値と該ニューラルネットワークの学習に用いる所定の出力因子とを記録した学習情報記録部と、
前記ニューラルネットワークに診断させる診断情報であって前記所定の対象から測定された所定の測定値を記録した診断情報記録部と、前記学習情報記録部に記録された所定の測定値と所定の出力因子とを入力して、前記ニューラルネットワークに学習させる学習手段と、前記学習情報記録部に記録された所定の測定値に基づき主成分分析を用いて主成分の結合係数からなるローディング行列を求めるローディング行列算出手段と、前記診断情報記録部に記録された所定の測定値を前記学習手段により学習させたニューラルネットワークへ入力して、診断結果としての所定の出力因子を出力させる診断手段と、前記診断手段により出力された所定の出力因子に基づき、所定の推定値を算出する推定値算出手段と、前記ローディング行列算出手段により算出されたローディング行列と前記学習情報記録部に記録された所定の測定値とに基づき主成分得点からなるスコア行列を求め該スコア行列からHotellingのT2統計量を算出し、該所定の測定値から二乗予測誤差であるQ統計量を求める統計量算出手段と、前記統計量算出手段により求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、前記推定値算出手段により算出された所定の推定値の信頼度を評価する推定信頼度を算出する推定信頼度算出手段とを備えたことを特徴とする。
The reliability evaluation apparatus according to the present invention is a reliability evaluation apparatus that evaluates the reliability of a predetermined estimated value for a predetermined object obtained using a neural network, and is an input factor used for learning of the neural network. A learning information recording unit that records a predetermined measurement value measured from the predetermined object and a predetermined output factor used for learning of the neural network;
Diagnostic information to be diagnosed by the neural network, a diagnostic information recording unit that records a predetermined measurement value measured from the predetermined object, a predetermined measurement value and a predetermined output factor recorded in the learning information recording unit Learning means for learning by the neural network, and a loading matrix for obtaining a loading matrix composed of coupling coefficients of principal components using principal component analysis based on predetermined measurement values recorded in the learning information recording unit A calculating means; a diagnostic means for inputting a predetermined measurement value recorded in the diagnostic information recording section to a neural network learned by the learning means; and outputting a predetermined output factor as a diagnostic result; and the diagnostic means An estimated value calculating means for calculating a predetermined estimated value based on the predetermined output factor outputted by Calculating a T 2 statistics Hotelling from the scoring matrix calculated a score matrix consisting of principal component scores based on the recorded predetermined measurement value to the learning information recording unit and the loading matrix calculated by, the predetermined measurement Statistic calculation means for obtaining a Q statistic that is a square prediction error from a value; and the estimated value calculation means by a predetermined function based on Hotelling's T 2 statistic and Q statistic obtained by the statistic calculation means And an estimated reliability calculating means for calculating an estimated reliability for evaluating the reliability of the predetermined estimated value calculated by the above.
ここで、この発明の信頼度評価装置において、前記所定の対象は油入電気機器であって前記所定の推定値は油入電気機器の余寿命であり、前記所定の測定値は油入電気機器の絶縁油中に含まれる劣化指標と、油入電気機器の運転状態と、油入電気機器の設計諸元とを含み、前記所定の出力因子は油入電気機器の絶縁紙の平均重合度とすることができる。 Here, in the reliability evaluation apparatus of the present invention, the predetermined target is an oil-filled electrical device, the predetermined estimated value is a remaining life of the oil-filled electrical device, and the predetermined measurement value is an oil-filled electrical device. The deterioration index contained in the insulating oil, the operating state of the oil-filled electrical device, and the design specifications of the oil-filled electrical device, the predetermined output factor is the average degree of polymerization of the insulating paper of the oil-filled electrical device can do.
ここで、この発明の信頼度評価装置において、前記油入電気機器は油入変圧器であり、前記劣化指標はフルフラール量とCO2+COとを含み、前記運転状態は絶縁油の交換履歴を含み、前記設計諸元は絶縁紙の量と絶縁油の量とを含むことができる。 Here, in the reliability evaluation apparatus of the present invention, the oil-filled electrical device is an oil-filled transformer, the deterioration index includes a furfural amount and CO 2 + CO, and the operation state includes an insulating oil replacement history. The design specifications may include the amount of insulating paper and the amount of insulating oil.
この発明の信頼度評価プログラムは、ニューラルネットワークを用いて求められた、所定の対象に対する所定の推定値の信頼度を評価する信頼度評価装置が実行する信頼度評価プログラムであって、該ニューラルネットワークの学習に用いる入力因子であって該所定の対象から測定された所定の測定値と該ニューラルネットワークの学習に用いる所定の出力因子とを記録した学習情報記録部と、該ニューラルネットワークに診断させる診断情報であって該所定の対象から測定された所定の測定値を記録した診断情報記録部とを用い、該信頼度評価装置のコンピュータを、前記学習情報記録部に記録された所定の測定値と所定の出力因子とを入力して、前記ニューラルネットワークに学習させる学習手段、前記学習情報記録部に記録された所定の測定値に基づき主成分分析を用いて主成分の結合係数からなるローディング行列を求めるローディング行列算出手段、前記診断情報記録部に記録された所定の測定値を前記学習手段により学習させたニューラルネットワークへ入力して、診断結果としての所定の出力因子を出力させる診断手段、前記診断手段により出力された所定の出力因子に基づき、所定の推定値を算出する推定値算出手段、前記ローディング行列算出手段により算出されたローディング行列と前記学習情報記録部に記録された所定の測定値とに基づき主成分得点からなるスコア行列を求め該スコア行列からHotellingのT2統計量を算出し、該所定の測定値から二乗予測誤差であるQ統計量を求める統計量算出手段、前記統計量算出手段により求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、前記推定値算出手段により算出された所定の推定値の信頼度を評価する推定信頼度を算出する推定信頼度算出手段として機能させるための信頼度評価プログラムである。 A reliability evaluation program according to the present invention is a reliability evaluation program executed by a reliability evaluation apparatus that evaluates the reliability of a predetermined estimated value for a predetermined object, which is obtained using a neural network. A learning information recording unit that records a predetermined measurement value measured from the predetermined object and a predetermined output factor used for learning of the neural network, and a diagnosis for causing the neural network to diagnose And a diagnostic information recording unit that records a predetermined measurement value measured from the predetermined target, and uses the computer of the reliability evaluation device to store the predetermined measurement value recorded in the learning information recording unit. Learning means for inputting a predetermined output factor to cause the neural network to learn, the predetermined information recorded in the learning information recording unit A loading matrix calculation means for obtaining a loading matrix consisting of coupling coefficients of principal components using principal component analysis based on measurement values, and a neural network in which predetermined learning values recorded in the diagnostic information recording unit are learned by the learning means A diagnostic means for inputting and outputting a predetermined output factor as a diagnostic result; an estimated value calculating means for calculating a predetermined estimated value based on the predetermined output factor output by the diagnostic means; and the loading matrix calculating means Based on the calculated loading matrix and a predetermined measurement value recorded in the learning information recording unit, a score matrix composed of principal component scores is obtained, and a Hotelling T 2 statistic is calculated from the score matrix, and the predetermined measurement value Statistic calculation means for obtaining a Q statistic that is a square prediction error from the above, Hotelling's T 2 statistic obtained by the statistic calculation means Reliability for functioning as an estimated reliability calculating means for calculating an estimated reliability for evaluating the reliability of the predetermined estimated value calculated by the estimated value calculating means by a predetermined function based on the quantity and the Q statistic It is an evaluation program.
ここで、この発明の信頼度評価プログラムにおいて、前記所定の対象は油入電気機器であって前記所定の推定値は油入電気機器の余寿命であり、前記所定の測定値は油入電気機器の絶縁油中に含まれる劣化指標と、油入電気機器の運転状態と、油入電気機器の設計諸元とを含み、前記所定の出力因子は油入電気機器の絶縁紙の平均重合度とすることができる。 Here, in the reliability evaluation program of the present invention, the predetermined target is an oil-filled electrical device, the predetermined estimated value is a remaining life of the oil-filled electrical device, and the predetermined measurement value is an oil-filled electrical device. The deterioration index contained in the insulating oil, the operating state of the oil-filled electrical device, and the design specifications of the oil-filled electrical device, the predetermined output factor is the average degree of polymerization of the insulating paper of the oil-filled electrical device can do.
この発明の信頼度評価方法は、ニューラルネットワークを用いて求められた、所定の対象に対する所定の推定値の信頼度を信頼度評価装置に評価させる信頼度評価方法であって、該ニューラルネットワークの学習に用いる入力因子であって該所定の対象から測定された所定の測定値と該ニューラルネットワークの学習に用いる所定の出力因子とを記録した学習情報記録部と、該ニューラルネットワークに診断させる診断情報であって該所定の対象から測定された所定の測定値を記録した診断情報記録部とを用い、該信頼度評価装置のコンピュータが、前記学習情報記録部に記録された所定の測定値と所定の出力因子とを入力して、前記ニューラルネットワークに学習させる学習ステップと、前記学習情報記録部に記録された所定の測定値に基づき主成分分析を用いて主成分の結合係数からなるローディング行列を求めるローディング行列算出ステップと、前記診断情報記録部に記録された所定の測定値を前記学習ステップで学習させたニューラルネットワークへ入力して、診断結果としての所定の出力因子を出力させる診断ステップと、前記診断ステップで出力された所定の出力因子に基づき、所定の推定値を算出する推定値算出ステップと、前記ローディング行列算出ステップで算出されたローディング行列と前記学習情報記録部に記録された所定の測定値とに基づき主成分得点からなるスコア行列を求め該スコア行列からHotellingのT2統計量を算出し、該所定の測定値から二乗予測誤差であるQ統計量を求める統計量算出ステップと、前記統計量算出ステップで求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、前記推定値算出ステップで算出された所定の推定値の信頼度を評価する推定信頼度を算出する推定信頼度算出ステップとを備えたことを特徴とする。 The reliability evaluation method according to the present invention is a reliability evaluation method for causing a reliability evaluation apparatus to evaluate the reliability of a predetermined estimated value for a predetermined object obtained using a neural network, and learning the neural network A learning information recording unit for recording a predetermined measurement value measured from the predetermined object and a predetermined output factor used for learning of the neural network, and diagnostic information for diagnosing the neural network And a diagnostic information recording unit that records a predetermined measurement value measured from the predetermined target, and the computer of the reliability evaluation device uses the predetermined measurement value recorded in the learning information recording unit and a predetermined value. A learning step of inputting an output factor to cause the neural network to learn, and a predetermined measurement value recorded in the learning information recording unit. A loading matrix calculation step for obtaining a loading matrix composed of principal component coupling coefficients using principal component analysis, and a predetermined measurement value recorded in the diagnostic information recording unit is input to the neural network learned in the learning step. A diagnostic step for outputting a predetermined output factor as a diagnostic result, an estimated value calculating step for calculating a predetermined estimated value based on the predetermined output factor output in the diagnostic step, and the loading matrix calculating step. Based on the calculated loading matrix and a predetermined measurement value recorded in the learning information recording unit, a score matrix composed of principal component scores is obtained, and a Hotelling T 2 statistic is calculated from the score matrix, and the predetermined measurement value Statistic calculating step for obtaining a Q statistic that is a square prediction error from the by a predetermined function based on the ng of T 2 statistic and Q statistic, the estimated reliability calculation step of calculating the estimated reliability of evaluating the reliability of a predetermined estimation value calculated by the estimated value calculation step It is characterized by having.
ここで、この発明の信頼度評価方法において、前記所定の対象は油入電気機器であって前記所定の推定値は油入電気機器の余寿命であり、前記所定の測定値は油入電気機器の絶縁油中に含まれる劣化指標と、油入電気機器の運転状態と、油入電気機器の設計諸元とを含み、前記所定の出力因子は油入電気機器の絶縁紙の平均重合度とすることができる。 Here, in the reliability evaluation method of the present invention, the predetermined target is an oil-filled electrical device, the predetermined estimated value is a remaining life of the oil-filled electrical device, and the predetermined measurement value is an oil-filled electrical device. The deterioration index contained in the insulating oil, the operating state of the oil-filled electrical device, and the design specifications of the oil-filled electrical device, the predetermined output factor is the average degree of polymerization of the insulating paper of the oil-filled electrical device can do.
本発明の信頼度評価装置等によれば、絶縁油の分析結果に加えて、運転履歴、保守履歴、設計諸元を用いるニューラルネットワークを利用することにより精度良く平均重合度を推定する際、統計量算出部が、モデル作成に用いたデータの振幅(平均値からの変動)と比較してどれだけ外れているかを表す指標であるHotellingのT2統計量と、モデル作成に用いたデータの変数間の相関に対して余寿命推定対象の油入変圧器のデータがこの相関からどれだけ外れているかを表す指標であるQ統計量とを算出する。推定信頼度算出部は、統計量算出部により求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、推定値算出部により算出された油入変圧器の余寿命の信頼度を評価する推定信頼度を算出する。所定の関数はモデル作成に用いたデータからの乖離度合いを表すHotellingのT2統計量とQ統計量とを用いて与えられる。油入変圧器の余寿命推定は多数の因子を用いて余寿命推定が行われるため、油入変圧器の余寿命推定結果に対する信頼度をHotellingのT2統計量およびQ統計量の2つ統計的データだけを用いた推定信頼度により容易に判断を行うことができる。 According to the reliability evaluation apparatus and the like of the present invention, in addition to the analysis result of the insulating oil, when the average polymerization degree is accurately estimated by using a neural network that uses an operation history, a maintenance history, and design specifications, Hotelling's T 2 statistic, which is an indicator of how far the data calculator compares with the amplitude (variation from the average value) of the data used to create the model, and the data variables used to create the model A Q statistic that is an index representing how much the data of the oil-immersed transformer to be estimated for the remaining life deviates from this correlation. Estimation reliability calculation unit, by a predetermined function based on the T 2 statistic and Q statistic of Hotelling obtained by statistic calculation unit, reliability of the remaining life of the oil-filled transformers which are calculated by the estimated value calculation unit The estimated reliability for evaluating the degree is calculated. Predetermined function is given by using the T 2 statistic of Hotelling representing the degree of deviation from the data used in the model creation and Q statistic. Since the remaining life of oil-filled transformers is estimated using a number of factors, the reliability of oil-filled transformer remaining life estimation results can be expressed in two statistics: Hotel 2 's T 2 statistics and Q statistics. Judgment can be easily made based on the estimated reliability using only the target data.
以上より、ニューラルネットワークのモデル化に用いたデータの範囲外のデータが入力された場合であっても、ニューラルネットワークの出力因子に基づく推定値、即ち油入変圧器の余寿命推定値の精度の信頼度を直ちに算出することができるという効果がある。さらに、推定信頼度算出部が推定信頼度を算出することにより、ニューラルネットワークの外挿問題を事前に判定することができる。このため、余寿命の推定結果の信頼性を高めることが可能となり、推定結果に対して安心感をユーザに与えることができる。加えて、上述したモデルの精度を高めていくために、学習に際してどのようなデータが必要かを提示することもできるという効果がある。 From the above, even when data outside the range of the data used for modeling the neural network is input, the estimated value based on the output factor of the neural network, that is, the accuracy of the estimated remaining life of the oil-filled transformer There is an effect that the reliability can be calculated immediately. Furthermore, the extrapolation problem of the neural network can be determined in advance by the estimated reliability calculating unit calculating the estimated reliability. For this reason, it becomes possible to improve the reliability of the estimation result of the remaining life, and a sense of security can be given to the user with respect to the estimation result. In addition, there is an effect that it is possible to present what kind of data is necessary for learning in order to increase the accuracy of the above-described model.
以下、各実施例について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
実施例1では、本発明の信頼度評価装置等を油入電気機器の余寿命の推定値に対する評価へ適用した例について説明する。以下では、まず油入電気機器の劣化について概要を説明し、次に、本発明の信頼度評価装置等を適用する課題について具体的に示し、その後、本発明の信頼度評価装置等の適用例について具体的に説明する。 In the first embodiment, an example in which the reliability evaluation device of the present invention is applied to the evaluation of the estimated value of the remaining life of the oil-filled electrical device will be described. In the following, first, the outline of the deterioration of the oil-filled electrical equipment will be described, and then the problem of applying the reliability evaluation device etc. of the present invention will be specifically shown, and then the application example of the reliability evaluation device etc. of the present invention Will be described in detail.
一般に、油入電気機器に使われている材料としては、以下のようなものがある。
1)銅、アルミニウム等の導電材料
2)絶縁油、絶縁紙、プレスボード等の絶縁材料
3)珪素鋼帯の鉄心材料
4)鉄、ステンレス鋼等の構造材料
これらの材料の中で、油入電気機器、例えば油入変圧器内で経年劣化が認められるのは、絶縁油や絶縁紙等の絶縁材料である。
In general, the following materials are used in oil-filled electrical equipment.
1) Conductive materials such as copper and aluminum 2) Insulating materials such as insulating oil, insulating paper and press board 3) Iron core material of silicon steel strip 4) Structural materials such as iron and stainless steel Among these materials, oil-filled In electrical equipment, for example, oil-filled transformers, deterioration over time is recognized in insulating materials such as insulating oil and insulating paper.
絶縁油については、油劣化防止装置(開放型、空気密封型、窒素密封型等がある。)の働きもあり、劣化は非常に緩慢であり、重要な特性である絶縁破壊電圧の低下度は小さい。一方、絶縁紙については、経年劣化による絶縁破壊電圧の低下度は小さいが、機械的強度の低下度は大きい。即ち、経年劣化により紙がぼろぼろになる。絶縁紙の機械的強度の低下(劣化)が進行すると、突入電流や外部短絡時に発生する電磁力による機械的ストレスによって絶縁紙に亀裂や損壊が発生し、絶縁破壊する危険性が増大する。従って、油入電気機器の寿命は絶縁紙の機械的強度、特に、巻線導体絶縁紙の劣化度合いの影響を強く受ける。つまり、油入電気機器の余寿命とは、巻線導体絶縁紙の絶縁破壊、即ち、絶縁紙の劣化(重合度の低下)状態によって決定付けられると考えてよい。 For insulating oil, there is also the function of an oil deterioration prevention device (open type, air-sealed type, nitrogen-sealed type, etc.), the deterioration is very slow, and the degree of decrease in dielectric breakdown voltage, which is an important characteristic, is small. On the other hand, with regard to insulating paper, the degree of decrease in dielectric breakdown voltage due to deterioration over time is small, but the degree of decrease in mechanical strength is large. That is, the paper becomes shabby due to aging. As the mechanical strength of the insulating paper decreases (deteriorates), the insulating paper cracks or breaks due to an inrush current or mechanical stress due to electromagnetic force generated at the time of an external short circuit, increasing the risk of dielectric breakdown. Therefore, the life of the oil-filled electrical device is strongly influenced by the mechanical strength of the insulating paper, in particular, the degree of deterioration of the winding conductor insulating paper. That is, it may be considered that the remaining life of the oil-filled electrical device is determined by the dielectric breakdown of the winding conductor insulating paper, that is, the state of deterioration of the insulating paper (decrease in the degree of polymerization).
(1)絶縁紙の重合度
絶縁紙は、多数のセルロース分子が重合してできた重合体である。図1は、セルロースの化学構造式を示す。図1に示されるセルロースを構成する基本分子の数を重合度という。新品のクラフト紙の場合の重合度は、約1000である。この重合度は、絶縁紙が酸化劣化するとセルロース分子の鎖が切断されることにより、セルロース分子の低分子量化、即ち平均重合度の低下が起きる。例えば、30年間使用した変圧器では、平均重合度が初期値の約40〜60%(重合度400〜600)に減少すると言われている。
(1) Degree of polymerization of insulating paper Insulating paper is a polymer made by polymerizing many cellulose molecules. FIG. 1 shows the chemical structural formula of cellulose. The number of basic molecules constituting the cellulose shown in FIG. 1 is called the degree of polymerization. The degree of polymerization in the case of new kraft paper is about 1000. As for the degree of polymerization, when the insulating paper is oxidized and deteriorated, the molecular chain of the cellulose molecule is lowered, that is, the average degree of polymerization is lowered, by breaking the chain of the cellulose molecule. For example, in a transformer used for 30 years, the average degree of polymerization is said to decrease to about 40-60% of the initial value (degree of polymerization 400-600).
(2)油入変圧器の寿命
図2は、日本電機工業会規格JEM1463−1993が定めている1000kVAを超える油入変圧器および油入リアクトルのコイル絶縁紙平均重合度の評価基準を示す。図2に示されるように、重合度450は変圧器が絶縁紙の劣化によって、その信頼度が低下し、更新が必要であると判断される寿命レベルであり、重合度250は絶縁紙そのものの機械的強度が消失しており、絶縁紙としての形状を保持できない危険レベルである。一般的には、この日本電機工業会規格JEM1463−1993に従い、重合度450となると思われる時点を油入変圧器の寿命と定義されている。
(2) Life of Oil-filled Transformer FIG. 2 shows the evaluation criteria for the average degree of polymerization of coil insulation paper of oil-filled transformer and oil-filled reactor exceeding 1000 kVA defined by the Japan Electrical Manufacturers' Association Standard JEM1463-1993. As shown in FIG. 2, the degree of
(3)現状の油入変圧器劣化診断方法
変圧器の寿命診断では、コイル絶縁紙の劣化度を推定することが必要となる。しかし、稼動中の変圧器のコイル絶縁紙引張り強さや平均重合度は、コイル絶縁紙を簡単に採取することができないため、測定が困難である。そこで、変圧器内部の採取可能な絶縁物(プレスボード、リード絶縁紙)の平均重合度や、絶縁紙の分解過程における生成物である芳香族アルデヒドの一種であるフルフラール(furfural)やCO2+CO量を測定し、これらの結果を用いた劣化診断が行われている(例えば電気学会技術報告 第922号「経年変圧器の信頼性維持技術の現状と動向」、電気共同研究第54巻第5号(その1)を参照)。以下、代表的な油入変圧器劣化診断方法について説明する。
(3) Current oil-filled transformer deterioration diagnosis method In transformer life diagnosis, it is necessary to estimate the degree of deterioration of coil insulation paper. However, it is difficult to measure the coil insulation paper tensile strength and average polymerization degree of the transformer in operation because the coil insulation paper cannot be collected easily. Therefore, the average degree of polymerization of the insulating material (press board, lead insulating paper) that can be collected inside the transformer, furfural which is a kind of aromatic aldehyde which is a product in the decomposition process of insulating paper, and CO 2 + CO Degradation diagnosis is performed using these results (for example, IEEJ Technical Report No. 922 “Current Status and Trends in Aging Transformer Reliability Maintenance Technology”, Electric Joint Research Vol. 54, No. 5) (See Part 1). Hereinafter, a typical oil-filled transformer deterioration diagnosis method will be described.
1)重合度法
運転停止中の点検時等に、変圧器内部から絶縁に影響が無い部分のプレスボードやリード絶縁紙を採取して、絶縁紙の劣化度を診断する方法を「重合度法」という。重合度法は、採取した絶縁紙の重合度から巻線コイルの最も温度が高い箇所(ホットスポット部分)のコイル絶縁紙の劣化度を推定し、寿命を予測する方法である。
1) Degree of polymerization method During inspections such as when the operation is stopped, a method of collecting the press board or lead insulation paper from the transformer that does not affect insulation and diagnosing the degree of deterioration of the insulation paper is called “Polymerization degree method. " The polymerization degree method is a method for estimating the life by estimating the degree of deterioration of the coil insulating paper at the hottest portion (hot spot portion) of the winding coil from the degree of polymerization of the collected insulating paper.
2)CO2+CO法
絶縁紙は劣化によって、水やCO2、CO等の種々の有機成分を生成する。劣化指標として有効な成分には、平均重合度とも相関性があるCO2+CO、フルフラール等がある。CO2+CO法では、油中ガス分析を行い、絶縁紙の最終的な劣化生成物であるCO2+CO量から平均重合度を推定し劣化診断を行う。
2) CO 2 + CO method Insulating paper generates various organic components such as water, CO 2 , and CO due to deterioration. Ingredients that are effective as degradation indicators include CO 2 + CO, furfural, etc., which are also correlated with the average degree of polymerization. In the CO 2 + CO method, gas analysis in oil is performed, and the degree of average polymerization is estimated from the amount of CO 2 + CO, which is the final deterioration product of insulating paper, and deterioration diagnosis is performed.
3)フルフラール法
セルロースの分解過程でアルデヒド成分のフルフラールが生成される。絶縁油の脱気処理を行ってもフルフラールの85%が絶縁油中に残り、気体中に拡散しない。絶縁紙への吸着率は温度に依存せず、約85%と一定であるため、CO2+CO法と比較して精度の高い診断が可能であると言われている。図3は、フルフラール量と平均重合度との関係を示す(出典:電気共同研究 第54巻 第5号(その1))。図3で、横軸は平均重合度残率(%)、縦軸はフルフラール量(mg/g)であり、黒丸印が実器の値を示し、斜線部分が実験値を示す。フルフラール法では、測定したフルフラール量から図3に示した関係に従って平均重合度残率を求める。しかし、図3に示されるように、測定したフルフラール量に対して平均重合度残率にかなり幅(約20%)があるため、劣化度合いの診断結果も大きな幅を持つこととなり、高精度での寿命推定は非常に困難である。
3) Furfural method Furfural, an aldehyde component, is produced during the decomposition of cellulose. Even when the insulating oil is deaerated, 85% of the furfural remains in the insulating oil and does not diffuse into the gas. Since the adsorption rate to the insulating paper does not depend on the temperature and is constant at about 85%, it is said that the diagnosis can be performed with higher accuracy than the CO 2 + CO method. FIG. 3 shows the relationship between the amount of furfural and the average degree of polymerization (Source: Electric Joint Research Vol. 54, No. 5 (Part 1)). In FIG. 3, the horizontal axis represents the average degree of polymerization remaining (%), the vertical axis represents the amount of furfural (mg / g), the black circles indicate the actual values, and the hatched portions indicate the experimental values. In the furfural method, the average residual degree of polymerization is determined from the measured amount of furfural according to the relationship shown in FIG. However, as shown in FIG. 3, the average residual degree of polymerization has a considerable range (about 20%) with respect to the measured amount of furfural. It is very difficult to estimate the lifetime.
上述した従来の油入変圧器劣化診断方法の問題点を纏めると、以下のようになる。1)重合度法は、油入電気機器の劣化度合いを表す絶縁紙の平均重合度を直接採取して測定する方法である。しかし、機器の運転中には実施できず、運転を停止して行わなければならないという問題があった。2)CO2+CO法、3)フルフラール法では、推定した重合度の値に大きな幅があり、精度の良い劣化診断は困難である。例えば、図3に示したフルフラール法では、測定した油入機器のフルフラール量に対する平均重合度残率で約20%の幅がある。これは油入電気機器の運転状態や設計諸元等の違いによって、平均重合度残率の値も影響を受けるためであると考えられる。以上のように、従来の油入変圧器劣化診断方法は、基本的には絶縁紙の劣化を表す単一の指標を用いて劣化診断を行うものであり、運転状態や設計諸元などを総合的に判断する手法ではないという問題があった。 The problems of the conventional oil-filled transformer deterioration diagnosis method described above can be summarized as follows. 1) Degree of polymerization is a method in which the average degree of polymerization of insulating paper representing the degree of deterioration of oil-filled electrical equipment is directly collected and measured. However, there is a problem that the operation cannot be performed while the device is in operation, and the operation must be stopped. 2) In the CO 2 + CO method and 3) the furfural method, there is a large range in the estimated degree of polymerization, and accurate deterioration diagnosis is difficult. For example, in the furfural method shown in FIG. 3, there is a range of about 20% in terms of the average degree of polymerization residual ratio with respect to the measured amount of furfural of the oil-filled equipment. This is presumably because the average residual degree of polymerization is also affected by differences in the operating conditions and design specifications of oil-filled electrical equipment. As described above, the conventional oil-filled transformer deterioration diagnosis method basically performs deterioration diagnosis using a single index representing the deterioration of insulating paper, and comprehensively compares the operating conditions and design specifications. There was a problem that it was not a method to judge automatically.
4)ニューラルネットワーク法(特開2006−308515参照)
上述した問題を解決するための発明が特開2006−308515に示されている。特開2006−308515に示される発明では、絶縁油中のフルフラール量、二酸化炭素および一酸化炭素の量、水分量、酸素量、水素量の各測定値、油入電気機器の運転履歴、保守履歴、および油入電気機器の設計諸元の全てまたは一部の組み合わせを入力因子群とし、絶縁紙の平均重合度を出力因子として、平均重合度推定モデルの同定または学習を行うことにより、異なる平均重合度推定モデルを複数構築している。診断対象である油入電気機器の上記入力因子群を上記平均重合度推定モデルに入力して、得られた複数の平均重合度推定値を加工し、絶縁紙の最終的な平均重合度を推定している。特開2006−308515に示される発明によれば、従来、単独に用いられていたフルフラール量や二酸化炭素および一酸化炭素の量だけでなく、その他の測定値、機器の運転履歴、保守履歴、設計諸元等の絶縁紙の劣化に関連がある要因を総合的に考慮することができるというものであり、実際にフィールドにおいて油入電気器の余寿命診断に活用されている。特開2006−308515に示される発明では、上記平均重合度推定モデルとしてニューラルネットワークを用いているが、上述したニューラルネットワークにおける外挿問題は解決されずに残されていた。本願発明の実施例1における信頼度評価装置等を適用する課題は、ニューラルネットワークを用いて油入電気機器の余寿命を推定する際における外挿問題を解決することである。以下では、本発明の実施例1における信頼度評価装置等の適用例について具体的に説明する。
4) Neural network method (refer to JP 2006-308515 A)
An invention for solving the above-described problem is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-308515. In the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-308515, measured values of furfural amount, carbon dioxide and carbon monoxide, moisture content, oxygen content, and hydrogen content in insulating oil, operation history of oil-filled electrical equipment, maintenance history , And a combination of all or some of the design specifications of oil-filled electrical equipment as input factor groups, and the average degree of polymerization of insulating paper as an output factor, by identifying or learning an average degree of polymerization estimation model, a different average Several models for estimating the degree of polymerization have been constructed. Input the input factor group of the oil-filled electrical equipment to be diagnosed into the average polymerization degree estimation model, process the obtained multiple average polymerization degree estimates, and estimate the final average polymerization degree of insulating paper is doing. According to the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-308515, not only the amount of furfural and carbon dioxide and carbon monoxide that have been conventionally used alone, but also other measured values, equipment operation history, maintenance history, and design. Factors related to deterioration of insulating paper such as specifications can be comprehensively considered, and it is actually used in the field for the remaining life diagnosis of oil-filled electrical appliances. In the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-308515, a neural network is used as the average polymerization degree estimation model. However, the extrapolation problem in the neural network described above remains unsolved. The problem of applying the reliability evaluation apparatus or the like in the first embodiment of the present invention is to solve the extrapolation problem when estimating the remaining life of the oil-filled electrical device using a neural network. Below, the application example of the reliability evaluation apparatus etc. in Example 1 of this invention is demonstrated concretely.
図4は、本発明の実施例1における信頼度評価装置10を示す。信頼度評価装置10はニューラルネットワークを用いて求められた、油入電気機器(所定の対象)の余寿命の推定値(所定の推定値)の信頼度を評価する装置である。以下では油入電気機器として油入変圧器を例にとり説明するが、油入電気機器は油入変圧器に限定されるものではない。図4において、符号11は本発明の信頼度評価プログラムが実装されたコンピュータ、12は後述する種々の出力値を適宜表示する、コンピュータ11のディスプレイ等の表示部、20は信頼度評価装置10の機能を示す機能ブロック、30はニューラルネットワークの学習に用いる入力因子であって油入変圧器(不図示)から測定された所定の測定値とニューラルネットワークの学習に用いる所定の出力因子とを記録した学習情報データベース(DB)(学習情報記録部)、31はニューラルネットワークに診断させる診断情報であって油入変圧器から測定された所定の測定値を記録した診断情報DB(診断情報記録部)、40はニューラルネットワーク部41を記録した記録装置である。学習情報DB30、診断情報DB31、記録装置40はコンピュータ11に接続されており、機能ブロック20に示される各機能はコンピュータ11が実行する信頼度評価プログラムとして記録装置40等に記録されている。以上の全体により、信頼度評価装置10が構成されている。
FIG. 4 shows the
(1)過去の実測データ入力
油入変圧器の絶縁紙の平均重合度推定用ニューラルネットワーク部41を構築するために、ニューラルネットワーク部41に対する学習情報として、過去に実測した油入変圧器の実測データ(入力因子。所定の測定値)を入力する。データ収集の項目は、絶縁油を分析して得られる各種劣化指標(例えば、フルフラール量、CO2+CO量、水分量、酸素量、水素量等が好適である。)と、当該油入変圧器の運転状態(例えば、平均負荷率、絶縁油の交換履歴、絶縁油の脱気処理履歴等が好適である。)と、油入変圧器の設計諸元(例えば、絶縁油劣化防止方式、冷却方式、絶縁紙の量、絶縁油の量等が好適である。)と、上記実測データに対してニューラルネットワーク部41に学習させる答となる絶縁紙の平均重合度(ニューラルネットワーク部41の出力。所定の出力因子)である。
(1) Past measurement data input In order to construct the
(2)平均重合度推定モデルの構築
図4に示される学習部(学習手段)21は、学習情報DB30に記録された上記実測データと絶縁紙の平均重合度とを入力して、ニューラルネットワーク部41に学習させる。即ち、上述した(1)に示されるような入力された実測データを用いて平均重合度推定モデルを構築する。平均重合度推定モデルとしては、上述したようにニューラルネットワークを用いる。ニューラルネットワークとしては、背景技術で説明した階層型ニューラルネットワークが好適であるが、これに限定されるものではなく、例えば非特許文献1に示される種々のニューラルネットワークを用いればよい。ニューラルネットワーク部41はハードディスク等の記録装置40に記録されており、学習した結合荷重等のパラメータが記録されている。学習中および後述する診断中にはRAM53(後述)にロードされて用いられる。以下では特に明記しない限り、ニューラルネットワーク部41はRAM53にロードされている状態とする。
(2) Construction of Average Degree of Polymerization Estimation Model A learning unit (learning means) 21 shown in FIG. 4 inputs the measured data recorded in the learning
(3)データ範囲モデル構築
図4に示されるローディング行列算出部(ローディング行列算出手段)22は、学習情報DB30に記録された上記実測データに基づき主成分分析を用いて主成分の結合係数からなるローディング行列を求める。即ち、上述した(1)で入力された実測データに対し、多変量解析の一手法である主成分分析を用いて少数の統計的データに集約するモデル(ローディングベクトルで構成される係数行列P)を算出する。主成分分析は多数の変数から、変数間の相関を自動的に集約するものである。主成分分析およびローディング行列Pについては、非特許文献2〜4を参照されたい。以下、非特許文献2〜4を適宜参照して説明する。
(3) Data Range Model Construction The loading matrix calculation unit (loading matrix calculation means) 22 shown in FIG. 4 is composed of principal component coupling coefficients using principal component analysis based on the actual measurement data recorded in the learning
K個の変数{x1,・・・,xK}の一次結合y1が式1で与えられる場合、
When the linear combination y 1 of K variables {x 1 ,..., X K } is given by
y1の分散がxK(k=1,...,K)の一次式の持つ分散の中で最大であるとき、y1を第1主成分と呼ぶ。ここで、ωK1(k=1,...,K)は結合係数と呼ばれる。最大の分散の求め方に関しては非特許文献2〜4を参照されたい。今、K個の変数(上述した入力因子および出力因子の数)についてM個の油入変圧器に対するサンプルがある場合、測定値{xmk}(m=1,...,M;k=1,...,K)からなるデータ行列を式2で示されるXとする。結合係数ωK1(k=1,...,K)は式3で示す。
When the variance of y 1 is the maximum among the variances of the primary expression of x K (k = 1,..., K), y 1 is called the first principal component. Here, ω K1 (k = 1,..., K) is called a coupling coefficient. Refer to
即ち、データ行列Xは上述した入力因子および出力因子を1組としてMサンプル分のデータとしている。ここで、式4で示されるm番目のサンプルXm、
That is, the data matrix X is data for M samples with the above-described input factor and output factor as a set. Here, the m-th sample X m shown in
に対応する式5で示される第1主成分y1の値tm1、
A value t m1 of the first principal component y 1 represented by the
を第1主成分得点と呼ぶ。M個のサンプルに対応する第1主成分得点を式6で示されるようにt1とおくと、式7のようになる。
Is called the first principal component score. When the first principal component score corresponding to M samples is set to t 1 as shown in
第2主成分以下も同様に求められる。ここで、第R主成分まで考慮し、主成分得点からなるスコア行列(score matrix)tを式8で示されるように、
The second main component or less is also obtained in the same manner. Here, taking into account the R-th principal component, a score matrix t composed of principal component scores is expressed by
とし、結合係数からなるローディング行列(loading matrix)Pを式9で示されるように、 And a loading matrix P composed of coupling coefficients as shown in Equation 9,
とすると、式10のようになる。
Then,
説明の便宜上、式10まで述べたが、式10は後半で用いる。ローディング行列算出部22は式9で示されるローディング行列Pを算出する。
For convenience of explanation,
(4)診断対象のデータ入力および平均重合度推定
図4に示される診断部(診断手段)23は、診断情報DB31に記録された実測データを学習部21により学習させたニューラルネットワーク部41へ入力して、診断結果として油入変圧器の絶縁紙の平均重合度を出力させる。診断部23は診断対象の油入変圧器について、該当する入力因子を学習済みのニューラルネットワーク部41に入力する。具体的には、絶縁油を分析して得られる各種劣化指標(例えば、フルフラール量、CO2+CO量、水分量、酸素量、水素量等が好適である。)と、当該油入変圧器の運転状態(例えば、平均負荷率、絶縁油の交換履歴、絶縁油の脱気処理履歴等が好適である。)と、油入変圧器の設計諸元(例えば、絶縁油劣化防止方式、冷却方式、絶縁紙の量、絶縁油の量等が好適である。)等の、上述した(2)平均重合度推定モデルの構築で用いた入力因子について、ニューラルネットワーク部41にデータを入力する。その後、診断部23は上記入力した実測データに対応する平均重合度をニューラルネットワーク部41を用いて算出し、出力する。
(4) Data Input for Diagnosis Target and Average Degree of Polymerization Estimation The diagnosis unit (diagnostic means) 23 shown in FIG. 4 inputs the actual measurement data recorded in the
(5)余寿命推定
図4に示される推定値算出部(推定値算出手段)24は、診断部23により出力された平均重合度に基づき、油入変圧器の余寿命を算出する。余寿命の算出は、図2に示した平均重合度の寿命レベルと定義されている平均重合度450になる時点を寿命時点と考え、現時点から寿命時点までの年数を余寿命とする。具体的には、広く用いられている以下の式11で示される方法を採用した(「工場電気設備の診断・更新技術」、電気学会技術報告、第831号(2001)、第33頁を参照)。
(5) Remaining Life Estimation The estimated value calculation unit (estimated value calculation means) 24 shown in FIG. 4 calculates the remaining life of the oil-filled transformer based on the average degree of polymerization output by the diagnosis unit 23. In calculating the remaining life, the time point when the
ここで、nは運転年数(年)、DPは運転年数n年後の平均重合度、DP0は初期の重合度、rは定数(寿命低下率)である。まず、式11に各々以下の値を代入して寿命低下率rを求める。運転年数n年後の平均重合度DPには上述した(4)で求めた平均重合度(推定値)を、初期の平均重合度DP0には1000を、運転年数nには変圧器の導入から現時点までの運転年数を、各々代入して寿命低下率rを求める。次に、運転年数n年後の平均重合度DPに図2に示される寿命レベルを表す450を、初期の平均重合度DP0に上述した(4)で求めた平均重合度(推定値)を、寿命低下率rに上述のように算出したrを各々代入し、寿命となる運転年数nを求める。
Here, n is the number of years of operation (years), DP is the average degree of polymerization after n years of operation, DP 0 is the initial degree of polymerization, and r is a constant (life reduction rate). First, the lifetime reduction rate r is obtained by substituting the following values in
(7)推定結果信頼度の計算
上述した(3)で構築したデータ範囲モデルを用いて、推定結果の信頼度を計算する。データ範囲モデルを用いて、上述した(4)で入力した入力データ(式2で示されるデータ行列X)を式10に示されるように少数の統計的データ(スコアベクトル)に集約する。さらにこれからHotellingのT2統計量およびQ統計量の2つの指標に集約する。
(7) Calculation of estimation result reliability The reliability of the estimation result is calculated using the data range model constructed in the above (3). Using the data range model, the input data (data matrix X shown in Expression 2) input in (4) described above is aggregated into a small number of statistical data (score vectors) as shown in
図4に示される統計量算出部(統計量算出手段)25は、ローディング行列算出部22により算出されたローディング行列Pと学習情報DB30に記録された測定値とに基づき、式10に示されるように主成分得点からなるスコア行列tを求める。次に、スコア行列tから、第1主成分から第R主成分までの主成分得点の標準偏差σrを求める。さらに、以下の式12よりローディング行列Pと診断情報DB31に記録された推定対象となる測定値Xd(1行×K列)とから、推定対象の第1主成分から第R主成分までの主成分得点t’(1行×R列)を求める。求められた標準偏差σrと推定対象の主成分得点t’とから式13で示されるHotellingのT2統計量を算出する。
4 is based on the loading matrix P calculated by the loading
続いて、統計量算出部25は上記測定値から二乗予測誤差であるQ統計量を求める。式14にQ統計量を示す。
Subsequently, the
ここで、式14の第1項のxkは診断情報DB31に記録された診断対象となる測定値であり、第2項のx^k(ここでは表記の都合上、記号「^」は式15のようにxの上部ではなく、隣に表記している。以下、文中では同様に表記する。)はローディング行列Pと推定対象となる測定値とから求められる推定値である。なお、k=1からk=Kまでの各推定値x^kからなる行列はX^dと表記し、式15によって求めることができる。式13で示されるHotellingのT2統計量は、モデル作成に用いたデータの振幅(平均値からの変動)と比較してどれだけ外れているかを表す指標である。式14で示されるQ統計量は、モデル作成に用いたデータの変数間の相関に対して余寿命推定対象の油入変圧器のデータがこの相関からどれだけ外れているかを表す指標である。油入変圧器の余寿命推定は多数の因子を用いて余寿命推定が行われるため、油入変圧器の余寿命推定結果をHotellingのT2統計量およびQ統計量の2つ統計的データだけを用いて容易に判断を行うことができる。
Here, x k in the first term of Expression 14 is a measurement value to be diagnosed recorded in the
図4に示される推定信頼度算出部(推定信頼度算出手段)26は、統計量算出部25により求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、推定値算出部24により算出された油入変圧器の余寿命の信頼度を評価する推定信頼度ERを算出する。所定の関数はモデル作成に用いたデータからの乖離度合いを表すHotellingのT2統計量とQ統計量とを用いて、式16のように与えられる。
The estimated reliability calculation unit (estimated reliability calculation means) 26 shown in FIG. 4 calculates an estimated value by a predetermined function based on the Hotelling T 2 statistic and the Q statistic obtained by the
f(Q、T2)としては例えば以下の式17〜20に示されるような種々の計算式が考えられる。式17〜20ではHotellingのT2統計量とQ統計量とが大きいほど、推定信頼度ERは大きくなる。この場合、推定信頼度ERが小さいほど推定結果の信頼性は高くなると考えられる。これとは逆に、HotellingのT2統計量とQ統計量とが小さいほど、推定信頼度ERが大きくなる式を用いてもよい。この場合、推定信頼度ERが大きいほど推定結果の信頼性は高くなると考えられる。 As f (Q, T 2 ), for example, various calculation formulas as shown in the following formulas 17 to 20 can be considered. The greater the T 2 statistic and Q statistic of Hotelling In Equation 17-20, estimation reliability ER increases. In this case, it is considered that the reliability of the estimation result increases as the estimated reliability ER decreases. On the contrary, the smaller is the T 2 statistic and Q statistic of Hotelling, may be used estimation reliability ER increases expression. In this case, it is considered that the reliability of the estimation result increases as the estimated reliability ER increases.
図5〜図7は、本発明の実施例1における信頼度評価装置10を用いて実験した結果を示す。説明の便宜上、入力した測定値は2つ(入力1および2)とした。図5はニューラルネットワーク部41の学習に用いた入力1および2の各データを示す。図6はニューラルネットワーク部41による診断に用いた点AおよびB(後述)の各データを示す。図7はニューラルネットワーク部41の学習結果と診断結果とを示す。図7で、横軸は入力1、縦軸は入力2、菱形印はニューラルネットワーク部41の学習データ、三角印は点A(未学習の予測に用いるデータであって、学習データの範囲内のデータ)、丸印は点B(未学習の予測に用いるデータであって、学習データの範囲外のデータ)である。図7に示される学習の結果では、Q統計量の最大値は0.634556となり、HotellingのT2統計量の最大値は4.625113となった。学習データの範囲内のデータである点Aについては、図6および図7に示されるように、Q統計量は0.0187となり、HotellingのT2統計量は0.6984となった。一方、学習データの範囲外のデータである点Bについては、図6および図7に示されるように、Q統計量は2.165となり、HotellingのT2統計量は2.5955となった。推定信頼度ERとしてはHotellingのT2統計量とQ統計量とが小さいほど、推定信頼度ERが大きくなる式を用いた。この場合、推定信頼度ERが小さいほど推定結果の信頼性は高くなると考えられる。予測結果である点Aに対する推定信頼度ERは予測結果である点Bに対する推定信頼度より小さいため、予測結果である点Aに対する信頼性は高く、一方予測結果である点Bに対する信頼性は低い。このように、油入変圧器の余寿命推定結果に対する信頼度をHotellingのT2統計量およびQ統計量の2つの統計的データだけを用いた推定信頼度ERにより容易に判断を行うことができる。言い換えれば、上述したモデルの精度を高めていくために、点Bのようなデータが学習に際して必要であることを提示することもできる。
5 to 7 show results of experiments using the
図8は、本発明の実施例1におけるコンピュータ11が実行する信頼度評価プログラムおよび信頼度評価方法の処理の流れをフローチャートで示す。図8に示されるように、学習情報DB30に記録された測定値と出力因子とを入力して、ニューラルネットワーク部41に学習させる(学習ステップ。ステップS10)。学習情報DB30に記録された測定値に基づき、主成分分析を用いて主成分の結合係数からなるローディング行列Pを求める(ローディング行列算出ステップ。ステップS12)。診断情報DB31に記録された測定値を学習ステップ(ステップS10)で学習させたニューラルネットワーク部41へ入力して、診断結果としての出力因子を出力させる(診断ステップ。ステップS14)。診断ステップ(ステップS14)で出力された出力因子に基づき、油入変圧器の余寿命の推定値を算出する(推定値算出ステップ。ステップS16)。ローディング行列算出ステップ(ステップS12)で算出されたローディング行列Pと学習情報DB30に記録された測定値とに基づき主成分得点からなるスコア行列tを求め、ローディング行列Pと診断情報DB31に記録された推定対象の測定値Xdとから、推定対象の第1主成分から第R主成分までの主成分得点t’を求め、このスコア行列tと主成分得点t’とからHotellingのT2統計量を算出し、診断情報DB31に記録された推定対象の測定値Xdと予測モデル内部において変換された推定値X^dとから二乗予測誤差であるQ統計量を求める(統計量算出ステップ。ステップS18)。統計量算出ステップ(ステップS18)で求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、推定値算出ステップ(ステップS16)で算出された所定の推定値の信頼度を評価する推定信頼度ERを算出する(推定信頼度算出ステップ。ステップS20)。
FIG. 8 is a flowchart showing the processing flow of the reliability evaluation program and the reliability evaluation method executed by the
以上のように、本発明の実施例1によれば、絶縁油の分析結果に加えて、運転履歴、保守履歴、設計諸元を用いるニューラルネットワーク部41を利用することにより精度良く平均重合度を推定する際、統計量算出部25は、ローディング行列算出部22により算出されたローディング行列Pと学習情報DB30に記録された測定値とに基づき主成分得点からなるスコア行列tを求める。次に、スコア行列tから、第1主成分から第R主成分までの主成分得点の標準偏差σrを求める。さらに、式12よりローディング行列Pと推定対象となる測定値Xdとから、推定対象の第1主成分から第R主成分までの主成分得点t’を求める。求められた標準偏差σrと推定対象の主成分得点t’とから式13で示されるHotellingのT2統計量を算出する。HotellingのT2統計量は、モデル作成に用いたデータの振幅(平均値からの変動)と比較してどれだけ外れているかを表す指標である。続いて、統計量算出部25は診断情報DB31に記録された推定対象の測定値Xdと予測モデル内部において変換された推定値X^dとから二乗予測誤差であるQ統計量(式14)を求める。Q統計量は、モデル作成に用いたデータの変数間の相関に対して余寿命推定対象の油入変圧器のデータがこの相関からどれだけ外れているかを表す指標である。推定信頼度算出部26は、統計量算出部25により求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、推定値算出部24により算出された油入変圧器の余寿命の信頼度を評価する推定信頼度ERを算出する。所定の関数はモデル作成に用いたデータからの乖離度合いを表すHotellingのT2統計量とQ統計量とを用いて、式16のように与えられる。油入変圧器の余寿命推定は多数の因子を用いて余寿命推定が行われるため、油入変圧器の余寿命推定結果に対する信頼度をHotellingのT2統計量およびQ統計量の2つ統計的データだけを用いた推定信頼度ERにより容易に判断を行うことができる。以上より、ニューラルネットワーク部41のモデル化に用いたデータの範囲外のデータ(例えば図7に示される点B)が入力された場合であっても、ニューラルネットワーク部41の出力因子に基づく推定値、即ち油入変圧器の余寿命推定値の精度の信頼度を直ちに算出することができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, in addition to the analysis result of the insulating oil, the average degree of polymerization can be accurately obtained by using the
本発明の実施例1における信頼度評価装置10は、絶縁油の分析結果に加えて、運転履歴、保守履歴、設計諸元を用いるニューラルネットワーク部41を利用することにより精度良く平均重合度を推定する際、推定信頼度算出部26が推定信頼度ERを算出することにより、ニューラルネットワークの外挿問題を事前に判定することができる。このため、余寿命の推定結果の信頼性を高めることが可能となり、推定結果に対して安心感をユーザに与えることができる。加えて、上述したモデルの精度を高めていくために、学習に際してどのようなデータが必要かを提示することもできる。
The
上述した実施例1では、本発明の信頼度評価装置10等を油入変圧器の余寿命の推定結果における信頼度の評価に対して適用した。別の適用対象として、例えば以下の対象が考えられる。
(1)複数箇所の雨量データを用いて下流の流量を予測する流量予測装置における、予測された流量の信頼度の評価
(2)下水ポンプ場または終末処理場のポンプ施設へ流入する下水の流入量を予測する下水流入量予測装置、における予測された流入量の信頼度の評価
(3)空調負荷実績データ、気象データ、カレンダデータおよび空調機器稼働スケジュールデータを入力因子とする予測モデルを用いて空調負荷の予測を行う空調負荷予測方法、における予測された空調負荷の信頼度の評価
(4)エネルギー需要の予測を行うためのエネルギー需要予測方法、における予測されたエネルギー需要の信頼度の評価
(5)対象プラントの電力負荷、熱負荷、空気負荷等の各種負荷を予測するプラント負荷の予測方法、における予測された各種負荷の信頼度の評価
(6)自流式ダムの水力発電量予測方法、における予測された水力発電量の信頼度の評価
(7)電力需要量を予測する電力需要量予測方法、における予測された電力需要量の信頼度の評価
その他、本発明の信頼度評価装置10等は種々の予測値に対する信頼度の評価に対して適用することができる。
In Example 1 mentioned above, the
(1) Evaluation of the reliability of the predicted flow rate in a flow prediction device that predicts downstream flow rate using rainfall data at multiple locations (2) Inflow of sewage into the sewage pump station or pump facility at the final treatment plant Evaluation of the reliability of the predicted inflow in the sewage inflow prediction device for predicting the amount (3) Using a prediction model with the air conditioning load performance data, weather data, calendar data and air conditioner operation schedule data as input factors Evaluation of reliability of predicted air conditioning load in air conditioning load prediction method for predicting air conditioning load (4) Evaluation of reliability of predicted energy demand in energy demand prediction method for prediction of energy demand ( 5) Various predicted loads in the plant load prediction method for predicting various loads such as power load, heat load, air load, etc. of the target plant Evaluation of reliability (6) Prediction of hydroelectric power generation prediction method for self-current dam, Evaluation of reliability of predicted hydroelectric power generation (7) Predicted power demand in power demand prediction method of predicting power demand In addition, the
図9は、上述した各実施例を実現するための本発明のコンピュータ・プログラム(信頼度評価プログラム)を実行するコンピュータ11の内部回路50を示すブロック図である。図9に示されるように、CPU51、ROM52、RAM53、画像制御部56、コントローラ57、入力制御部59および入出力I/F(インタフェース)部61はバス62に接続されている。図9において、上述の本発明のコンピュータ・プログラムは、ROM52、HD等の記録装置58a、またはDVD若しくはCD−ROM58n等の記録媒体(脱着可能な記録媒体を含む)に記録されている。記録装置58aには上述した学習情報DB30、診断情報DB31、ニューラルネットワーク部41等が記録されている。本発明のコンピュータ・プログラムは、ROM52からバス62を介し、あるいは記録装置58aまたはDVD若しくはCD−ROM58n等の記録媒体からコントローラ57を経由してバス62を介しRAM53へロードされる。入力制御部59は、マウス、テンキー等の入力操作部60と接続され入力制御等を行う。画像メモリであるVRAM55はコンピュータ11の表示部12の少なくとも一画面分のデータ容量に相当する容量を有しており、画像制御部56はVRAM55のデータを画像データへ変換して表示部12へ送出する機能を有している。入出力I/F部61は入出力インタフェース機能を有している。
FIG. 9 is a block diagram showing an
上述のようにCPU51が本発明のコンピュータ・プログラムを実行することにより、本発明の目的を達成することができる。当該コンピュータ・プログラムは上述のようにDVDまたはCD−ROM58n等の記録媒体の形態でコンピュータCPU51に供給することができ、当該コンピュータ・プログラムを記録したDVDまたはCD−ROM58n等の記録媒体も同様に本発明を構成することになる。当該コンピュータ・プログラムを記録した記録媒体としては上述された記録媒体の他に、例えばメモリ・カード、メモリ・スティック、光ディスク、FD等を用いることができる。
As described above, the
本発明の活用例として、油入変圧器の余寿命の推定結果における信頼度の評価に対して適用することができる。その他、(1)複数箇所の雨量データを用いて下流の流量を予測する流量予測装置における、予測された流量の信頼度の評価、(2)下水ポンプ場または終末処理場のポンプ施設へ流入する下水の流入量を予測する下水流入量予測装置、における予測された流入量の信頼度の評価、(3)空調負荷実績データ、気象データ、カレンダデータおよび空調機器稼働スケジュールデータを入力因子とする予測モデルを用いて空調負荷の予測を行う空調負荷予測方法、における予測された空調負荷の信頼度の評価、(4)エネルギー需要の予測を行うためのエネルギー需要予測方法、における予測されたエネルギー需要の信頼度の評価、(5)対象プラントの電力負荷、熱負荷、空気負荷等の各種負荷を予測するプラント負荷の予測方法、における予測された各種負荷の信頼度の評価、(6)自流式ダムの水力発電量予測方法、における予測された水力発電量の信頼度の評価、(7)電力需要量を予測する電力需要量予測方法、における予測された電力需要量の信頼度の評価等の種々の予測値に対する信頼度の評価に対して適用することができる。 As an application example of the present invention, the present invention can be applied to the reliability evaluation in the estimation result of the remaining life of the oil-filled transformer. In addition, (1) Evaluation of the reliability of the predicted flow rate in the flow rate prediction device that predicts downstream flow rate using rainfall data at multiple locations, (2) Inflow to the pump facility at the sewage pump station or terminal treatment plant Evaluation of reliability of predicted inflow in sewage inflow prediction device for predicting inflow of sewage, (3) Prediction using air load data, weather data, calendar data and air conditioner operation schedule data as input factors Air conditioning load prediction method for predicting air conditioning load using a model, evaluation of reliability of predicted air conditioning load in (4) Energy demand prediction method for predicting energy demand, Prediction in reliability evaluation, (5) Plant load prediction method for predicting various loads such as power load, heat load, air load, etc. of the target plant Evaluation of reliability of various loads, (6) hydropower generation prediction method of self-flow dam, evaluation of reliability of predicted hydropower generation, (7) power demand prediction method of predicting power demand It can be applied to the evaluation of the reliability of various predicted values such as the evaluation of the reliability of the predicted electric power demand amount.
10 信頼度評価装置、 11 コンピュータ、 12 表示部、 20 機能ブロック、 21 学習部、 22 ローディング行列算出部、 23 診断部、 24 推定値算出部、 25 統計量算出部、 26 推定信頼度算出部、 30 学習情報DB、 31 診断情報DB、 40 記録装置、 41 ニューラルネットワーク部、
50 内部ブロック、 51 CPU、 52 ROM、 53 RAM、 54 表示部、 55 VRAM、 56 画像制御部、 57 コントローラ、 58a 記録装置、 58n 記録媒体、 59 入力制御部、 60 入力操作部、 61 入出力I/F部、 62 バス。
DESCRIPTION OF
50 internal block, 51 CPU, 52 ROM, 53 RAM, 54 display unit, 55 VRAM, 56 image control unit, 57 controller, 58a recording device, 58n recording medium, 59 input control unit, 60 input operation unit, 61 input / output I / F section, 62 buses.
Claims (7)
前記ニューラルネットワークの学習に用いる入力因子であって該所定の対象から測定された所定の測定値と該ニューラルネットワークの学習に用いる所定の出力因子とを記録した学習情報記録部と、
前記ニューラルネットワークに診断させる診断情報であって前記所定の対象から測定された所定の測定値を記録した診断情報記録部と、
前記学習情報記録部に記録された所定の測定値と所定の出力因子とを入力して、前記ニューラルネットワークに学習させる学習手段と、
前記学習情報記録部に記録された所定の測定値に基づき主成分分析を用いて主成分の結合係数からなるローディング行列を求めるローディング行列算出手段と、
前記診断情報記録部に記録された所定の測定値を前記学習手段により学習させたニューラルネットワークへ入力して、診断結果としての所定の出力因子を出力させる診断手段と、
前記診断手段により出力された所定の出力因子に基づき、所定の推定値を算出する推定値算出手段と、
前記ローディング行列算出手段により算出されたローディング行列と前記学習情報記録部に記録された所定の測定値とに基づき主成分得点からなるスコア行列を求め、前記診断情報記録部に記録された所定の測定値と前記ローディング行列と前記スコア行列とからHotellingのT2統計量を算出し、前記診断情報記録部に記録された所定の測定値と前記ローディング行列とから二乗予測誤差であるQ統計量を求める統計量算出手段と、
前記統計量算出手段により求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、前記推定値算出手段により算出された所定の推定値の信頼度を評価する推定信頼度を算出する推定信頼度算出手段とを備えたことを特徴とする信頼度評価装置。 A reliability evaluation apparatus that evaluates the reliability of a predetermined estimated value for a predetermined object obtained using a neural network,
A learning information recording unit that records input factors used for learning of the neural network and predetermined measurement values measured from the predetermined object and predetermined output factors used for learning of the neural network;
Diagnostic information to be diagnosed by the neural network, and a diagnostic information recording unit that records a predetermined measurement value measured from the predetermined object;
Learning means for inputting a predetermined measurement value and a predetermined output factor recorded in the learning information recording unit, and learning the neural network;
Loading matrix calculation means for obtaining a loading matrix composed of coupling coefficients of principal components using principal component analysis based on predetermined measurement values recorded in the learning information recording unit;
Diagnostic means for inputting a predetermined measurement value recorded in the diagnostic information recording unit to a neural network learned by the learning means and outputting a predetermined output factor as a diagnostic result;
An estimated value calculating means for calculating a predetermined estimated value based on the predetermined output factor output by the diagnostic means;
Based on the loading matrix calculated by the loading matrix calculation means and a predetermined measurement value recorded in the learning information recording unit, a score matrix composed of principal component scores is obtained, and the predetermined measurement recorded in the diagnostic information recording unit The Hotelling T 2 statistic is calculated from the value, the loading matrix, and the score matrix, and a Q statistic that is a square prediction error is obtained from the predetermined measurement value recorded in the diagnostic information recording unit and the loading matrix. A statistic calculation means;
By a predetermined function based on the T 2 statistic and Q statistic of Hotelling obtained by the statistical quantity computing means, the estimation reliability evaluating the reliability of a predetermined estimation value calculated by the estimated value calculation means A reliability evaluation apparatus comprising an estimated reliability calculation means for calculating.
前記所定の対象は油入電気機器であって前記所定の推定値は油入電気機器の余寿命であり、
前記所定の測定値は油入電気機器の絶縁油中に含まれる劣化指標と、油入電気機器の運転状態と、油入電気機器の設計諸元とを含み、
前記所定の出力因子は油入電気機器の絶縁紙の平均重合度であることを特徴とする信頼度評価装置。 The reliability evaluation apparatus according to claim 1,
The predetermined object is an oil-filled electrical device, and the predetermined estimated value is a remaining life of the oil-filled electrical device,
The predetermined measurement value includes a deterioration index included in the insulating oil of the oil-filled electrical device, an operating state of the oil-filled electrical device, and design specifications of the oil-filled electrical device,
The reliability evaluation apparatus, wherein the predetermined output factor is an average degree of polymerization of insulating paper of an oil-filled electrical device.
前記学習情報記録部に記録された所定の測定値と所定の出力因子とを入力して、前記ニューラルネットワークに学習させる学習手段、
前記学習情報記録部に記録された所定の測定値に基づき主成分分析を用いて主成分の結合係数からなるローディング行列を求めるローディング行列算出手段、
前記診断情報記録部に記録された所定の測定値を前記学習手段により学習させたニューラルネットワークへ入力して、診断結果としての所定の出力因子を出力させる診断手段、
前記診断手段により出力された所定の出力因子に基づき、所定の推定値を算出する推定値算出手段、
前記ローディング行列算出手段により算出されたローディング行列と前記学習情報記録部に記録された所定の測定値とに基づき主成分得点からなるスコア行列を求め、前記診断情報記録部に記録された所定の測定値と前記ローディング行列と前記スコア行列とからHotellingのT2統計量を算出し、前記診断情報記録部に記録された所定の測定値と前記ローディング行列とから二乗予測誤差であるQ統計量を求める統計量算出手段、
前記統計量算出手段により求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、前記推定値算出手段により算出された所定の推定値の信頼度を評価する推定信頼度を算出する推定信頼度算出手段として機能させるための信頼度評価プログラム。 A reliability evaluation program executed by a reliability evaluation apparatus that evaluates the reliability of a predetermined estimated value for a predetermined object obtained using a neural network, and is an input factor used for learning of the neural network, A learning information recording unit that records a predetermined measurement value measured from the predetermined object and a predetermined output factor used for learning of the neural network, and diagnostic information to be diagnosed by the neural network, from the predetermined object Using the diagnostic information recording unit that records the measured values measured, the computer of the reliability evaluation device,
Learning means for inputting a predetermined measurement value and a predetermined output factor recorded in the learning information recording unit, and causing the neural network to learn,
A loading matrix calculating means for obtaining a loading matrix composed of coupling coefficients of principal components using principal component analysis based on predetermined measurement values recorded in the learning information recording unit;
Diagnostic means for inputting a predetermined measured value recorded in the diagnostic information recording unit to a neural network learned by the learning means and outputting a predetermined output factor as a diagnostic result;
An estimated value calculating means for calculating a predetermined estimated value based on the predetermined output factor output by the diagnostic means;
Based on the loading matrix calculated by the loading matrix calculation means and a predetermined measurement value recorded in the learning information recording unit, a score matrix composed of principal component scores is obtained, and the predetermined measurement recorded in the diagnostic information recording unit The Hotelling T 2 statistic is calculated from the value, the loading matrix, and the score matrix, and a Q statistic that is a square prediction error is obtained from the predetermined measurement value recorded in the diagnostic information recording unit and the loading matrix. Statistic calculation means,
By a predetermined function based on the T 2 statistic and Q statistic of Hotelling obtained by the statistical quantity computing means, the estimation reliability evaluating the reliability of a predetermined estimation value calculated by the estimated value calculation means A reliability evaluation program for functioning as an estimated reliability calculation means for calculating.
前記所定の対象は油入電気機器であって前記所定の推定値は油入電気機器の余寿命であり、
前記所定の測定値は油入電気機器の絶縁油中に含まれる劣化指標と、油入電気機器の運転状態と、油入電気機器の設計諸元とを含み、
前記所定の出力因子は油入電気機器の絶縁紙の平均重合度であることを特徴とする信頼度評価プログラム。 In the reliability evaluation program according to claim 4,
The predetermined object is an oil-filled electrical device, and the predetermined estimated value is a remaining life of the oil-filled electrical device,
The predetermined measurement value includes a deterioration index included in the insulating oil of the oil-filled electrical device, an operating state of the oil-filled electrical device, and design specifications of the oil-filled electrical device,
The reliability evaluation program characterized in that the predetermined output factor is an average degree of polymerization of insulating paper of oil-filled electrical equipment.
前記学習情報記録部に記録された所定の測定値と所定の出力因子とを入力して、前記ニューラルネットワークに学習させる学習ステップと、
前記学習情報記録部に記録された所定の測定値に基づき主成分分析を用いて主成分の結合係数からなるローディング行列を求めるローディング行列算出ステップと、
前記診断情報記録部に記録された所定の測定値を前記学習ステップで学習させたニューラルネットワークへ入力して、診断結果としての所定の出力因子を出力させる診断ステップと、
前記診断ステップで出力された所定の出力因子に基づき、所定の推定値を算出する推定値算出ステップと、
前記ローディング行列算出ステップで算出されたローディング行列と前記学習情報記録部に記録された所定の測定値とに基づき主成分得点からなるスコア行列を求め、前記診断情報記録部に記録された所定の測定値と前記ローディング行列と前記スコア行列とからHotellingのT2統計量を算出し、前記診断情報記録部に記録された所定の測定値と前記ローディング行列とから二乗予測誤差であるQ統計量を求める統計量算出ステップと、
前記統計量算出ステップで求められたHotellingのT2統計量とQ統計量とに基づく所定の関数により、前記推定値算出ステップで算出された所定の推定値の信頼度を評価する推定信頼度を算出する推定信頼度算出ステップとを備えたことを特徴とする信頼度評価方法。 A reliability evaluation method for causing a reliability evaluation apparatus to evaluate reliability of a predetermined estimated value for a predetermined object obtained using a neural network, the input factor used for learning of the neural network being the predetermined factor A learning information recording unit that records a predetermined measurement value measured from a target of the target and a predetermined output factor used for learning of the neural network, and diagnostic information to be diagnosed by the neural network, measured from the predetermined target Using the diagnostic information recording unit that records the predetermined measurement value, the computer of the reliability evaluation device,
A learning step of inputting a predetermined measurement value and a predetermined output factor recorded in the learning information recording unit, and causing the neural network to learn,
A loading matrix calculation step for obtaining a loading matrix composed of coupling coefficients of principal components using principal component analysis based on predetermined measurement values recorded in the learning information recording unit;
A diagnostic step of inputting a predetermined measurement value recorded in the diagnostic information recording unit to the neural network learned in the learning step and outputting a predetermined output factor as a diagnostic result;
An estimated value calculating step for calculating a predetermined estimated value based on the predetermined output factor output in the diagnosis step;
Based on the loading matrix calculated in the loading matrix calculation step and the predetermined measurement value recorded in the learning information recording unit, a score matrix composed of principal component scores is obtained, and the predetermined measurement recorded in the diagnostic information recording unit The Hotelling T 2 statistic is calculated from the value, the loading matrix, and the score matrix, and a Q statistic that is a square prediction error is obtained from the predetermined measurement value recorded in the diagnostic information recording unit and the loading matrix. A statistic calculation step;
By a predetermined function based on the T 2 statistic and Q statistic of Hotelling obtained by the statistic calculation step, the estimated reliability of evaluating the reliability of a predetermined estimation value calculated by the estimated value calculation step A reliability evaluation method comprising: an estimated reliability calculation step for calculating.
前記所定の対象は油入電気機器であって前記所定の推定値は油入電気機器の余寿命であり、
前記所定の測定値は油入電気機器の絶縁油中に含まれる劣化指標と、油入電気機器の運転状態と、油入電気機器の設計諸元とを含み、
前記所定の出力因子は油入電気機器の絶縁紙の平均重合度であることを特徴とする信頼度評価方法。
In the reliability evaluation method of Claim 6,
The predetermined object is an oil-filled electrical device, and the predetermined estimated value is a remaining life of the oil-filled electrical device,
The predetermined measurement value includes a deterioration index included in the insulating oil of the oil-filled electrical device, an operating state of the oil-filled electrical device, and design specifications of the oil-filled electrical device,
The reliability evaluation method according to claim 1, wherein the predetermined output factor is an average degree of polymerization of insulating paper of an oil-filled electrical device.
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