[发明专利]变电站接地网运行阶段及运行寿命预测方法及装置

说明书

本发明公开了基于改进随机森林算法的变电站接地网运行阶段及运行寿命预测方法及装置，获取初始数据，构建原始样本集；基于原始样本集特点，总结提取特征变量；采用K‑medoids法对原始样本集进行聚类；采用随机森林算法处理各类样本，形成随机森林模型；将待预测的变电站接地网特征变量载入随机森林模型，改变特征向量中的运行时间获得评分结果与运行时间的关系，推导出运行阶段与运行寿命的预测结果。本发明改进了随机森林算法中对原始样本集分类的随机性；预测模型基于随机森林算法生成，泛化误差可控，聚类准确度高；综合考虑影响变电站接地网状况的各种因素，划分不同的运行阶段以配合最合适的接地网故障检测方法来识别接地网对应阶段的腐蚀状况。

技术领域

本发明涉及接地网性能评估的技术领域，尤其涉及基于改进随机森林算法的变电站接地网运行阶段及运行寿命预测方法及装置。

背景技术

随着新世纪人民生活水平的迅速提高，对电力的需求越来越大，承载电力传输的变电站的重要性日益突出。其中，良好的变电站接地网是变电站安全可靠运行的重要支柱。

为了保障良好的泄流能力，变电站接地网一般深埋于地下，这就导致接地网容易发生腐蚀和断裂。受地区、气候、人为等因素的影响，各地区变电站接地网腐蚀以致影响变电站安全运行的时间跨度差别很大，其运行阶段和运行寿命也不相同，这给变电站接地网运行状态的评估带来了极大的困难。

一直以来对变电站接地网的检查只是依赖经验到了一定年限进行定期检查，其缺乏科学性，且盲目性很强。这在一定程度上浪费了人力物力，且不能准确把握不同年限变电站接地网的运行阶段以及在对应阶段选用最优的测量方法。因此采取一定方法对变电站接地网的运行阶段及运行寿命进行预测是十分有必要的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于改进随机森林算法的变电站接地网运行阶段及运行寿命预测方法及装置，旨在解决现有技术对变电站接地网进行运行状态评估时缺乏科学性，盲目性很强，浪费人力物力，不能准确把握不同年限变电站接地网的运行阶段以及在对应阶段选用最优的测量方法的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种基于改进随机森林算法的变电站接地网运行阶段及运行寿命预测方法，包括：

构建步骤，获取各类初始数据，构建原始样本集；

提取步骤，基于原始样本集特点，总结提取特征变量；

聚类步骤，考虑现有数据特征，采用K-medoids法对原始样本集进行聚类；

预测步骤，采用随机森林算法处理各类样本，通过bootstrap抽样技术从各类样本集中抽取训练集，分别建立分类回归树并产生决策树，汇总形成随机森林模型；将待预测的变电站接地网特征变量载入随机森林模型，改变特征向量中的运行时间获得评分结果与运行时间的关系，推导出变电站接地网运行阶段与运行寿命的预测结果。

在上述实施例的基础上，优选的，所述构建步骤，具体为：

获取变电站的新建、投运、维护、停运各时间段内进行接地网检修时接地网的腐蚀状况数据，并进行整理；

将腐蚀状况数据与接地网检修时的腐蚀状况配对以组成样本，利用不同变电站、不同时间段的样本构成原始样本集。

在上述实施例的基础上，优选的，所述提取步骤，具体为：

基于腐蚀状况数据的特点和原始样本集的获取过程，总结提取影响变电站接地网运行阶段与运行寿命的若干个特征变量；所述特征变量包括变电站电压等级、变电站运行时间、接地网材质、变电站所属地区年均雷暴发生次数、土壤含水量、土壤pH值、接地网防腐措施、人为因素中的一种或多种；

以1～10为分值表示对变电站接地网进行检修时接地网腐蚀故障的严重程度；其中，分值越高，说明变电站接地网的腐蚀状况越严重；