[发明专利]海上平台电气监测标杆设备选择方法

说明书

本发明提出一种海上平台的电气设备标杆选择技术，涉及变压器和海底电缆技术领域。本发明能够专家对设备属性权重的打分，利用建立层次模型选择出标杆设备。包含三个步骤：参数采集，专家赋权，层次分析。本发明对标杆设备的选择不仅仅依赖于数据的内部性质，还取决于专家对权重的赋值，提高了结果的准确性。仅需要专家针对每种设备为属性权重进行赋值，后续的过程中无需再设置超参数，过程简单。不需要大量的实验，所需的属性数据由监测器采集得到。

技术领域

本发明涉及变压器和海底电缆领域，尤其针对海上平台变压器，海缆设备的标杆选择。

背景技术

在石油的开采过程中，电气设备是必不可少的关键设备。变压器和海底电缆分别作为变换交流电压和海底电力传输或海底通信的设备，在海洋石油开采中发挥着重要作用设备。随着我国石油产业规模日益庞大，在石油开采中使用到变压器，海缆等设备越来越多，是保障正常生产，确保开采质量的基础，设备的工作状态对于石油开采效率有极大的影响。同时由于使用年限，工作环境等因素，每台设备的工作性能参差不齐。因此根据工作属性参数对设备的工作状态进行分析，选出性能最好的设备为标杆设备，便于后续同其他设备进行比较，分析出差异性，找出其他设备存在的不足。

变压器是一种在交流电路中常见的设备，可以升高电压将电能输送到用电地区，同时也可以把电压降为各级使用电压，以满足用电需要。在石油开发中需要消耗大量能源，需要电网源源不断地为平台提供电力，变压器在其中扮演者重要作用。变压器的性能容易受到水分，温度，杂质和气体的影响，这些因素对变压器的工作性能不同程度的影响。在海洋油气开发过程中，由于海上平台远离陆地，电力和通信通常由海底电缆进行传输。海缆的工作环境复杂，存在众多不确定性，比如海水，海底生物，人为捕捞和船锚，同样会对海缆的工作状态造成不同程度的影响。在海洋油气开采过程中，设备监测器每时每刻对设备的工作参数进行采集。利用已有的大量设备监测数据，快速而准确地选择出标杆设备，对于保证海上油田正常，高效地运行具有重要意义。

目前国内外对标杆设备选择的研究较少，并且都还没有应用到石油开采领域。所提出的方法都是基于聚类算法进行选择，如[1]张静,杨天剑. 基于聚类算法的通信基站能耗标杆建立与分析[J]. 移动通信, 2015,39(18): 92-96.利用了大数据分布，将不同类的样本聚成不同的簇，可以得到每一类的标杆。但仅利用聚类算法，标杆选择结果的准确性得不到保证，而且聚类是一种无监督学习，样本没有标签，最后选出的标杆设备并不知道是哪一类别。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提出了一种电气设备的标杆设备选择方法。标杆设备的选择是一种决策分析，首先建立层次分析结构，用决策者（即专家）的经验判定衡量变压器的各个指标对于标杆设备选择的重要程度，计算出每台变压器的打分情况，确定优先次序。解决了多目标复杂问题的定性和定量的决策分析。标杆设备选择最终作出决策依赖于专家赋权，对于海缆和变压器设备，首先由专家针对设备的不同属性根据影响设备性能的重要性进行打分赋权。根据不同因素的权重对个设备进行排序，最终选取分数最好的为标杆设备。

本发明提出的标杆设备选择方法具体步骤如下：

1.参数采集：在数据库中读取来自各监测点对设备采集的属性参数。变压器的电压，电流，功率，绕组温度和铁心接地电流。海缆的电压，电流，光纤温度，缆芯温度和扰动能量。并作数据预处理，如异常值处理，缺失值填补。

2.专家赋权：对于变压器和海缆设备，专家根据经验为各属性对于标杆设备选择的重要性进行赋权，并将权重保存到数据库中。。

3.层次分析决策：包括为变压器和海缆分别建立层次结构模型，构造判断矩阵，层次单排序及其一致性检验和层次总排序及其一致性检验。