GIS可能出現(xiàn)各種各樣的絕緣缺陷，由于每種缺陷導(dǎo)致發(fā)生的局部放電具有不同的特征，因此可以通過對獲得的局部放電信號進行模式識別來評估GIS絕緣的狀態(tài)和缺陷類別。局部放電模式識別主要包括五個步驟，分別為：數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、放電模式構(gòu)造、特征參數(shù)提取、分類器識別，如圖所示。下面主要對放電模式構(gòu)造、特征參數(shù)提取、分類器三個方面進行介紹。
GIS局部放電模式識別過程
PRPD圖譜
與PRPD不同，基于時間的分析模式(Time Resolved Partial Discharge，TRPD）的研究對象是局部放電信號隨時間變化的情況。該分析模式關(guān)注所檢測到的局部放電脈沖波形及時間信息，而不關(guān)心信號相對于工作電壓的相位信息。通過提取不同局部放電脈沖的波形特征，可以完成對絕緣缺陷的識別分類。
基于PRPD, TRPD還衍生出了一些其他的局部放電信號分析模式，如Δu分析模式、Δu/Δφ分析模式、q一v分析模式等。
局部放電模式識別中，由于采集的數(shù)據(jù)量巨大，需要降低參數(shù)維數(shù)和需要處理的數(shù)據(jù)量，將最有代表性的特征提取出來構(gòu)造特征空間，作為模式識別的依據(jù)。目前常用的特征參數(shù)提取方法主要有：統(tǒng)計特征法、脈沖波形特征法、圖像矩特征法、分形特征法等。
模式識別中還有一個重要的環(huán)節(jié)，就是分類器的選擇與構(gòu)造。常用的分類器有基于距離的分類器、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器、基于模糊算法的分類器、統(tǒng)計分類器、基于支持向量機的分類器等。目前應(yīng)用最廣泛的是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NN)的分類器。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種機器學(xué)習(xí)方法，遵循結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化原理。我們知道，機器的實際輸出總是與理想輸出之間總會有一定的偏差，而機器學(xué)習(xí)的目的就是希望能將二者之間的偏差降到最低。而Vapnik的統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論表明，當數(shù)據(jù)服從某個特定的分布時，為了獲得最小偏差，機器需要滿足結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化原理。因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會遇到學(xué)習(xí)問題，即訓(xùn)練誤差小并不必然引起機器預(yù)測效果的改善，并且在某些情況下，如果訓(xùn)練誤差過小，反而會降低泛化能力，進而增加真實風(fēng)險。支持向量機(SVM)是在統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的學(xué)習(xí)方法，正是結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化理論的具體實現(xiàn)。與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相同的是，SVM結(jié)構(gòu)簡單但泛化能力突出，不但可以解決小樣本學(xué)習(xí)問題，同時也能很好地解決神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)難以解決的局部極小值問題，對于過學(xué)習(xí)或欠學(xué)習(xí)問題也有良好的規(guī)避方法。
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