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变压器在线监测混合智能专家系统的研究

发布时间:2016-10-01 10:34

  本文关键词:变压器在线监测混合智能专家系统的研究,,由笔耕文化传播整理发布。


《湖南大学》 2007年

变压器在线监测混合智能专家系统的研究

肖锋  

【摘要】: 本文研究课题是针对目前电力变压器故障的诊断方法的分析与改进。电力变压器故障类型繁多,故障的征兆也很多,因此故障的因果关系复杂,其中蕴涵着较大的冗余性。所以其故障的诊断方法研究也是一项复杂的工作。 油中溶解气体分析方法对充油电气设备的故障诊断可靠性比较高,对故障趋势的预测也比较准确,也是国际上普遍使用的一种在线监测方法。IEC三比值法是使用最为广泛的诊断方法,虽然简便但其诊断效率不高。人工神经网络被广泛应用于各种故障诊断系统之中。利用人工神经网络进行变压器故障诊断的研究也取得了一定的成果,但是如何使神经网络被足够泛化,即不收敛于局部极小点,是一个关键问题,此外,采取传统的单一人工智能诊断方法,存在一些固有的缺陷。 本文在当前专家系统和人工神经网络的基础上,比较了人工神经网络的几种改进方法后,采用免疫遗传算法来训练神经网络的方法。对遗传算法的全局搜索原理分析后,在MATLAB环境中编制了算法程序。根据遗传算法的缺陷引入了免疫机制,使得算法更加实用,并对此方法进行详细的建模与仿真的过程描述。将三比值法诊断结果、遗传算法和免疫遗传算法训练神经网络分别得到的仿真结果加以比较,证明本文采用的方法具有高效性和可靠性。混合智能方法可以使不同的人工智能方法互相结合,取长补短,使之达到更好的效果。针对变压器故障诊断的应用,本文对专家系统和人工神经网络理论相结合的混合智能专家系统作了深入研究,在此基础上提出了一种有效的模型,详细地阐述了此模型的实现步骤,设计开发过程。经过实例验证,展示了此系统的功能和效果。

【关键词】:
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM407
【目录】:

  • 摘要7-8
  • Abstract8-10
  • 第1章 绪论10-15
  • 1.1 课题研究背景及意义10-11
  • 1.2 国内外发展现状11-13
  • 1.2.1 国外的发展状况11-12
  • 1.2.2 国内的发展情况12-13
  • 1.3 在线检测的经济效益13
  • 1.4 本文的主要研究内容13-15
  • 第2章 变压器故障在线监测常用方法15-28
  • 2.1 变压器的构造及主要故障15-17
  • 2.1.1 变压器的构造15-16
  • 2.1.2 变压器的常见故障16-17
  • 2.2 常见的变压器在线监测故障诊断方法17-18
  • 2.2.1 变压器在线监测的范围17
  • 2.2.2 变压器常见在线监测的方法17-18
  • 2.3 变压器油中溶解气体分析(DGA)的常用方法18-27
  • 2.3.1 油中特征气体法21-22
  • 2.3.2 油中特征气体组分比值法22-27
  • 2.4 小结27-28
  • 第3章 人工智能及其在变压器故障诊断中的应用28-41
  • 3.1 人工智能的理论基础28-30
  • 3.1.1 故障智能诊断系统的概念28-29
  • 3.1.2 变压器设备故障的特点29
  • 3.1.3 变压器故障智能诊断系统的功能特点29-30
  • 3.2 专家系统的应用30-35
  • 3.2.1 知识的表示与获取31-32
  • 3.2.2 推理与控制策略32-33
  • 3.2.3 解释机制33
  • 3.2.4 专家系统的功能结构33-34
  • 3.2.5 专家系统在变压器故障诊断领域的应用34-35
  • 3.3 遗传算法的应用35-38
  • 3.3.1 生物进化与遗传算法35
  • 3.3.2 遗传算法的特点35-36
  • 3.3.3 遗传算法的基本操作36-38
  • 3.3.4 遗传算法在变压器故障诊断领域的应用38
  • 3.4 其他智能方法的应用38-39
  • 3.5 智能方法集成诊断系统的应用39-40
  • 3.6 小结40-41
  • 第4章 基于BP 神经网络的变压器故障诊断41-60
  • 4.1 BP 神经网络的基本特点41-46
  • 4.1.1 BP神经网络的学习规则41-45
  • 4.1.2 BP 算法的学习流程45
  • 4.1.3 隐层节点数的确定方法45-46
  • 4.1.4 学习样本的处理46
  • 4.2 BP 算法的缺点及其改进46-49
  • 4.2.1 BP 算法的缺点46-47
  • 4.2.2 BP 算法的改进47-49
  • 4.3 免疫遗传算法对 BP 网络的训练49-59
  • 4.3.1 标准遗传算法与神经网络的结合49-53
  • 4.3.2 免疫遗传算法与神经网络的结合53-56
  • 4.3.3 仿真测试结果的比较56-59
  • 4.4 小结59-60
  • 第5章 混合智能专家系统的设计60-68
  • 5.1 混合智能专家系统的概念60-61
  • 5.2 神经网络与专家系统结合的方式61-62
  • 5.3 混合智能专家系统的原理62-64
  • 5.4 混合智能专家系统的设计64-66
  • 5.4.1 知识的获取64
  • 5.4.2 推理和解释64-66
  • 5.5 系统的实现66-67
  • 5.6 小结67-68
  • 结论68-70
  • 参考文献70-74
  • 致谢74-75
  • 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录75
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