基于粗糙集理论的变压器故障诊断方法.pdf

维普资讯 第 24卷第 3期 电 力 科 学 与 工 程 Vo1．24，No．3 2008年 5月 ElectricPowerScienceandEngineering May，2008 基于粗糙集理论的变压器故障诊断方法 苏 蓬。，苑津莎。，安晓玲 ，李 中。，申 涛。 (华北电力大学a．电气与电子工程学院；b．环境科学与工程学院，河北保定071003) 摘要：将一种基于粗糙集理论的信息熵约筒方法应用于变压器故障诊断问题 中。首先应用粗糙集理论将电 力变压器故障历史数据进行分析统计，建立决策表，然后采用信息熵约简算法对其进行条件属性约简，求 取一组最小约简知识系统，并采用粗糙集约简方法对新系统进行简化，得到一组故障诊断的最小决策规则 集。方法大大减小了编码的工作量，避免了约简属性组合查询及缺少关键属性时规则匹配所带来的不便， 所以运算速度也会相对加快。最后结合实例分析，证明该方法的简便及有效性。 关键词：电力变压器；故障诊断；粗糙集；决策表；信息熵 中图分类号：TM42 文献标识码：A 0 引 言 1 基于信息熵的决策表约简算法 电力变压器是 电力系统中最重要的设备之一， 1．1信息熵的基本定义 其故障诊断技术的研究一直是国内外学者关注的热 定义 l ：设知识(属性集合)P是论域 的等 点。由于人类经验在此问题中的重要作用，结合历 价 关 系 簇 ，由k类 对 象 组 成，{ ，… }， 史数据，采用人工智能技术进行变压器故障分类就 ∈U／IND(P)，其概率对应~p(x1) )，… ()， 显得很有实际意义。近年来各种智能技术如人工神 记p()= ，则P的熵定义为 经网络”】、遗传算法、小波分析 ”、模糊推理 [5-8]、 k 灰色聚类 [91等被引入变压器故障诊断中，这些方 H(P)三p)l。1 (3) 法在信息完备的情况下，易于取得比较好的效果。 然而，电力变压器是一个复杂系统，不确定因素及 在熵的概念上引入条件熵的定义。 不确定信息充斥其间，在实际中往往难 以得到完备 定义 2 】：记p( )： ，知识 (属性 的试验数据。粗糙集理论是一种处理模糊和不确定 集合)Q相对于知识 (属性集合)P的条件熵 ，(QI?) 知识的数学工具，它无需提供问题所需数据之外的 定义为 任何先验信息，就可直接对数据进行分析和推理， 从中发现隐含的知识，揭示潜在的规律。因此，将 H(QIP)：EP(X)EP( 。g丽 1雨 (4) 粗糙集理论应用于变压器故障诊断中是一条较好的 l： l ，= I ‘ 途径。但是，由于决策表的复杂化，知识约简的不 其中 【，ⅣD(P)={ ，… )， 唯一性，使得知识约简的优劣直接影响着决策规则 U／IND(Q)={Yl，y2，…， )。 的繁简，人们期望快速有效地得到决策表最小约 简，而寻找最小知识相对约简是NP—hard问题。本 条件熵 QIP)是对所有P分类下不确定的等价 文在粗糙集基础上采用信息熵约简算法求取最小约 类进行再划分的熵，它体现了用P对论域划分所形 简，诊断的运算时间大大加快。 成的结果的不确定性。 收稿 日期：2007—10—19． 作者