发明名称 一种基于非监督学的继电保护装置聚类方法
摘要 本发明公开了一种基于非监督学的继电保护装置聚类方法,其特征在于:在无样本或少量样本的前提下,以装置定值对继电保护装置进行聚类;其包括:继电保护装置数据预处理步骤、非监督学的装置聚类步骤、可视化步骤,其中继电保护装置数据预处理模块确保无样本或少量样本时提供非监督学的装置聚类模块所需要的初始化装置类型,非监督学的装置聚类模块以统计学的方式对高维数据且维数不确定的装置定值进行类型划分,可视化模块以树的形式展现聚类结果,并吸取专家知识进行分类优化。本发明克服了高维少样本统计学的困难为生产系统中的海量继电保护装置进行分类,同时,利用专家知识的反馈,解决了海量继电保护装置分类困难的问题,实现了装置精确的自动聚类,提高了电网故障数据在电力二次系统中传输的精准性和可靠性。
申请公布号 CN103810386B 申请公布日期 2015.11.11
申请号 CN201410049510.8 申请日期 2014.02.13
申请人 国家电网公司;江苏省电力公司;江苏省电力公司电力科学研究院 发明人 李斌;郭雅娟;张小易;陈锦铭;崔高颖;袁宇波;孔庆祝
分类号 G06F19/00(2011.01)I;H02H7/00(2006.01)I 主分类号 G06F19/00(2011.01)I
代理机构 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 代理人 董建林;汪庆朋
主权项 一种基于非监督学习的继电保护装置聚类方法,其特征在于,其方法步骤包括如下:步骤一:读取电网故障信息系统中的所有继电保护装置,将所有装置按父节点为变电站,子节点为继电保护装置,叶节点为装置定值的层次树进行展示;步骤二:继电保护装置数据预处理步骤的初始化操作;在无先验知识的情况下将字符串类型的定值名称转化为非监督学习的数学输入,同时完成非监督学习的装置聚类模块所需的初始化操作和归一化操作;所述初始化操作是以装置定值为基础数据集合,按定值数量和定值名称对比,所有装置中完全能匹配的成为装置初始化类型;设所有初始化的已有装置类型集合i,其具有三个属性,{a<sub>1</sub>,a<sub>2</sub>,a<sub>3</sub>,a<sub>4</sub>,a<sub>5</sub>,a<sub>6</sub>,…},{w(a<sub>1</sub>),w(a<sub>2</sub>),w(a<sub>3</sub>),w(a<sub>4</sub>),w(a<sub>5</sub>),w(a<sub>6</sub>),…},{l<sub>i</sub>,N<sub>i</sub>},其中,a<sub>i</sub>表示继电保护装置的定值名称,w(a<sub>i</sub>)表示与装置类型定值名称对应的权重向量,i值为自然数,l<sub>i</sub>表示装置类型阈值,N<sub>i</sub>表示已有装置类型集合i含有的定值数目;步骤三:继电保护装置数据归一化操作;将权重向量w(x)系数赋予值1,归一化w(x)系数,使得∑w(x)=1,赋予类型l<sub>i</sub>值为0~1,i取所有初始化的已有装置类型集合;w(a<sub>i</sub>)的元素值为0~1,x为a<sub>i</sub>;步骤四:非监督学习的装置聚类操作;根据分类函数将待分类装置集合C划分到所有初始化的已有装置类型集合i中,或者成为一个新装置类型集合C,按照非监督学习的装置聚类公式算法进行继电保护装置分类;所述非监督学习的装置聚类公式分类函数为:f<sub>i</sub>=(1‑|N<sub>i</sub>‑N<sub>c</sub>|/max(N<sub>i</sub>,N<sub>c</sub>))·∑w(i∩C),其中i为自然数;∑w(i∩C)表示集合i与集合C进行相交,N<sub>C</sub>表示待分类装置类型集合C含有的定值数目;当f<sub>i</sub>>l<sub>i</sub>时,则待分类装置集合C属于已有装置类型集合i;当f<sub>i</sub>≤l<sub>i</sub>,则待分类装置集合C与已有装置类型集合i为非同一类型,待分类装置集合C与已有装置类型集合i的交集权重除以t,然后对已有装置类型集合i的权重向量进行归一化操作,则待分类装置集合C应另起新类;步骤五:将已划分好类的装置聚类结果进行可视化,通过可视化进行正确和错误聚类选择,并记录错误聚类的数据字典,跳转到步骤三直至所有装置完全正确分类。
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