唐明珠 匡子杰 吳華偉 胡嘉豪 毛學(xué)魁 彭巨

摘? ?要：針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障診斷模型參數(shù)難以?xún)?yōu)化問(wèn)題，提出了基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法優(yōu)化多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)（multi-class Optimal Margin Distribution Machine optimized by the State Transition Algorithm，mcODM-STA）的風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障診斷方法. 該方法選擇風(fēng)電機(jī)組功率輸出作為主要狀態(tài)參數(shù)，利用Pearson相關(guān)系數(shù)對(duì)風(fēng)電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中風(fēng)電機(jī)組歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，剔除與功率輸出狀態(tài)參數(shù)相關(guān)性較低的特征，對(duì)余下特征進(jìn)行二次分析，減少樣本特征. 將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集和測(cè)試集，訓(xùn)練集用來(lái)訓(xùn)練所提故障診斷模型，測(cè)試集用來(lái)進(jìn)行測(cè)試. 利用國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與其他多種參數(shù)優(yōu)化方法相比，所提方法故障診斷準(zhǔn)確率和Kappa系數(shù)更高.

關(guān)鍵詞：多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī);狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法;故障檢測(cè);風(fēng)電機(jī)組;SCADA 系統(tǒng);進(jìn)化算法

中圖分類(lèi)號(hào)：TK83? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Fault Diagnosis of Wind Turbine Pitch System Based on Multi-class Optimal

Margin Distribution Machine Optimized by State Transition Algorithm

TANG Mingzhu1，KUANG Zijie1，WU Huawei2?，HU Jiahao1?，MAO Xuekui3，PENG Ju4

（1. School of Energy and Power Engineering，Changsha University of Science & Technology， Changsha 410114，China;

2. Hubei Key Laboratory of Power System Design and Test for Electrical Vehicle，Hubei University of

Arts and Science，Xiangyang 441053，China;3. State Grid Beijing Haidian Electric Power Supply Company，Beijing 100195，China;

4. Inner Mongolia Qingdianyun Power Service Co，Ltd，Baotou 014030，China）

Abstract：Aiming at the problem that the parameters of fault diagnosis model are difficult to be optimized of wind turbine pitch system， a fault diagnosis method of wind turbine pitch system based on multi-class optimal margin distribution machine optimized by the state transition algorithm （mcODM-STA） is proposed. In this method， the wind turbine power output is selected as the main state parameter， and Pearson correlation coefficient is used to analyze the historical operation data of wind turbine in wind power data acquisition and monitoring control system， and the features with low correlation of power output state parameters are eliminated. The remaining features are analyzed twice to reduce the sample features. The data set is divided into training set and test set. The training set is used to train the proposed fault diagnosis model， and the test set is used for testing. The operation data of a domestic wind farm is used for experimental verification. Experimental results show that the proposed method has higher fault diagnosis accuracy and Kappa coefficient than other parameter optimization methods.

Key words：multi-class optimal margin distribution machine;? state transition algorithm;fault detection;wind turbines;SCADA systems;evolutionary algorithms

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常運(yùn)行在復(fù)雜多變的不穩(wěn)定自然環(huán)境中，常年受到陽(yáng)光、雨水、風(fēng)沙等侵蝕，存在許多故障隱患，其主要零部件運(yùn)行于高空，一旦風(fēng)電機(jī)組因故障而引起長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，將嚴(yán)重影響發(fā)電量和花費(fèi)大量成本來(lái)維護(hù)檢修及更換零件，引起巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1].

變槳距系統(tǒng)是風(fēng)電機(jī)組中的重要部分，及時(shí)有效地對(duì)變槳系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷具有重要意義. 近年來(lái)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的風(fēng)電機(jī)組故障診斷方法獲得廣泛應(yīng)用，利用風(fēng)電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA）中數(shù)據(jù)構(gòu)建風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障診斷模型[2]. 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的故障診斷方法有：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[3]、支持向量機(jī)、大間隔分布機(jī)等. 文獻(xiàn)[4]針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障診斷，提出一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，該方法不需要物理模型經(jīng)驗(yàn)和預(yù)先篩選數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行故障診斷，診斷準(zhǔn)確率高. 文獻(xiàn)[5]利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸承進(jìn)行早期故障預(yù)測(cè)獲得了較好的診斷效果. 文獻(xiàn)[6]提出一種基于雷達(dá)圖和支持向量機(jī)的方法對(duì)風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與預(yù)測(cè)，提升了預(yù)測(cè)精度.

大間隔分布機(jī)（Large Margin Distribution Machine，LDM）是由Zhang等人[7]于2014年提出的分類(lèi)學(xué)習(xí)算法，其思想在優(yōu)化最小間隔最大化超平面的基礎(chǔ)上，平衡分類(lèi)樣本均值與方差，充分考慮樣本的間隔分布，相較于支持向量機(jī)擁有更好的分類(lèi)效果和泛化性能. 文獻(xiàn)[8]針對(duì)大型風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)分類(lèi)不平衡和誤分類(lèi)不平等代價(jià)等問(wèn)題，提出了代價(jià)敏感型大間隔分布機(jī)，在解決這些問(wèn)題的同時(shí)提升了故障診斷準(zhǔn)確率. 文獻(xiàn)[9]提出了多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)（multi-class Optimal Margin Distribution Machine，mcODM）.

在基于機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行故障診斷的過(guò)程中，選擇機(jī)器學(xué)習(xí)算法的最優(yōu)參數(shù)以提高故障診斷性能，利用進(jìn)化算法優(yōu)化故障診斷模型超參數(shù). 文獻(xiàn)[10]提出了一種新的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Back Propagation Neural Network，BPNN）異常識(shí)別模型，并與遺傳算法相結(jié)合，為風(fēng)電機(jī)組的異常識(shí)別取得了良好的效果. 文獻(xiàn)[11]采用粒子群優(yōu)化算法對(duì)多類(lèi)最小二乘支持向量機(jī)進(jìn)行特征參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了擁有較高準(zhǔn)確率的風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障預(yù)測(cè).

狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法（State Transition Algorithm，STA）是一種適用于優(yōu)化大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題的智能隨機(jī)全局優(yōu)化算法[12]，該算法的4個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移算子通過(guò)交替輪換的方式進(jìn)行全局搜索，可快速獲得全局最優(yōu)解. 針對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障多樣的風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)，利用狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法對(duì)其進(jìn)行故障診斷模型參數(shù)優(yōu)化是具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)的.

本文針對(duì)風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障診斷模型參數(shù)難以?xún)?yōu)化問(wèn)題，提出了基于STA優(yōu)化的多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)故障診斷模型，以提高故障診斷性能.

1? ?多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)

設(shè)一個(gè)特征的集合為X = [x1，…，xk]，其對(duì)應(yīng)的類(lèi)別標(biāo)簽集為Y = [K]，其中[K] = {1，…，k};給定一個(gè)訓(xùn)練集S = {（x1，y1），（x2，y2），…，（xm，ym）};定義一個(gè)映射函數(shù)φ，通過(guò)核函數(shù)κ將樣本集映射至高維空間φ：X→H，對(duì)應(yīng)權(quán)向量為ω1，…，ωk. 對(duì)每個(gè)權(quán)向量ωl定義一個(gè)記分函數(shù)ωT

lφ（x），每個(gè)樣本的特征值和其對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽，會(huì)使得該樣本的記分函數(shù)值達(dá)到最大，即h（x） = argmaxl∈Y ωT

lφ（x），從而引出間隔定義：

γh（x，y） = ωT

yφ（x） - ωT

lφ（x） （1）

當(dāng)計(jì)算產(chǎn)生一個(gè)負(fù)間隔時(shí)分類(lèi)器分類(lèi)錯(cuò)誤.

用γ表示間隔的平均值，最優(yōu)間隔分布機(jī)可表示為：

Ω（ω） - ηγ + （ξ2

j + ε2

j）

s.t.? ?γh（xj，yj） ≥ γ - ξj

γh（xj，yj） ≤ γ + εj，?j? ? ? ?（2）

式中：Ω（ω）是正則項(xiàng);η和λ是平衡參數(shù);ξj和εj分別是間隔γh（xj，yj）與間隔均值γ的正、負(fù)偏差;（1/m）（ξ2

j + ε2

j）為方差.

對(duì)ω進(jìn)行縮放，間隔均值可以固定為1，樣本（xj，yj）與間隔均值的偏差為γh（xj，yj）-1，該最優(yōu)間隔分布機(jī)可改寫(xiě)為：

Ω（ω） +

s.t.? ?γh（xj，yj） ≥ 1 - θ - ξj

γh（xj，yj） ≤ 1 + θ + εj，?j? ? ? ?（3）

式中：τ∈[0，1）是平衡兩種不同偏差的參數(shù)（大于或小于間隔均值）;θ∈[0，1）是零損失參數(shù)，它可以控制支持向量的個(gè)數(shù)，即解的稀疏性;（1 - θ）2是將上述第二項(xiàng)成為0～1損失的替代損失.

對(duì)于多分類(lèi)問(wèn)題，正則項(xiàng)Ω（ω）=‖wl‖2

H/2，結(jié)合間隔定義，mcODM表達(dá)式為：

‖wl‖2

H +

s.t.? ?ωT

yjφ（xj）-ωT

lφ（xj）≥1-θ-ξj

ωT

yjφ（xj）-ωT

lφ（xj）≤1+θ+εj，?j? ? ?（4）

式中：λ、τ和θ是平衡參數(shù).

2? ?狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法

狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法表達(dá)形式如下：

xk+1 = Ak xk + Bkuk

yk+1 = f（xk+1）? ? ? （5）

式中：xk = [x1，x2，…，xn]T為當(dāng)前狀態(tài);Ak或Bk為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣;uk為歷史狀態(tài)和當(dāng)前狀態(tài)的函數(shù);f（·）是適應(yīng)度函數(shù).

狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法包含旋轉(zhuǎn)變換算子、伸縮變換算子、平移變換算子和坐標(biāo)變換算子.

1）旋轉(zhuǎn)變換算子為：

xk+1 = xk + αRr xk? ? ?（6）

式中：α > 0為旋轉(zhuǎn)因子，是一個(gè)正常數(shù);Rr∈Rn × n是一個(gè)隨機(jī)矩陣，其中的元素在[-1，1]上服從均勻分布;‖·‖2為向量的二范數(shù). 旋轉(zhuǎn)變換算子在以α為半徑的超球內(nèi)進(jìn)行搜索，是有著局部搜索能力的搜索算子.

2）平移變換算子為：

xk+1 = xk + βRt? ? ?（7）

式中：β > 0為平移因子;Rt∈R的取值范圍為[0，1]，滿(mǎn)足均勻分布. 平移變換算子作為啟發(fā)式搜索算子，能沿著直線(xiàn)從點(diǎn)xk-1到點(diǎn)xk以β為最大長(zhǎng)度進(jìn)行搜索.

3）伸縮變換算子為：

xk+1 = xk + γRe xk? ? ?（8）

式中：γ > 0為伸縮因子;Re∈Rn × n是一個(gè)對(duì)角矩陣，它的元素取值為非零，且服從高斯分布. 伸縮變換算子屬于全局搜索算子，能將xk中的每個(gè)元素伸縮到（-∞，+∞）整個(gè)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)空間的搜索.

4）坐標(biāo)變換算子為：

xk+1 = xk + δRa xk? ? ?（9）

式中：δ > 0為坐標(biāo)因子;Ra∈Rn × n是一個(gè)稀疏隨機(jī)對(duì)角矩陣，它的元素取值非零，且服從高斯分布. 坐標(biāo)變換算子能夠沿著坐標(biāo)軸方向搜索，是一種啟發(fā)式搜索算子，具有較強(qiáng)的單維度搜索能力.

3? ?風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障診斷

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)的故障診斷工作中，SCADA數(shù)據(jù)包含著能有效反映變槳系統(tǒng)特性的狀態(tài)參數(shù)，但SCADA系統(tǒng)具有特殊性，涉及到變槳系統(tǒng)的參數(shù)不僅復(fù)雜多樣，而且相互間存在強(qiáng)耦合性. 因此，在進(jìn)行故障特征選擇時(shí)，優(yōu)化模型復(fù)雜度，減少計(jì)算時(shí)間和計(jì)算量，選擇有效的狀態(tài)參數(shù)，考慮冗余項(xiàng)，刪除多余特征，避免模型過(guò)擬合是有必要的. mcODM-STA的風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障診斷方法流程如圖1所示.

3.1? ?數(shù)據(jù)清洗與預(yù)處理

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包含了機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)刻、變槳系統(tǒng)故障時(shí)刻的傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù). 由于實(shí)際運(yùn)行工況中存在不穩(wěn)定環(huán)境因素、傳感器異常等影響，導(dǎo)致出現(xiàn)信息處理出錯(cuò)、數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)異常等問(wèn)題，因此，需要對(duì)獲取的原始數(shù)據(jù)的所有變量進(jìn)行去除“0”值、空值和歸一化等清洗與預(yù)處理.

根據(jù)變槳系統(tǒng)的機(jī)理分析可知，當(dāng)變槳系統(tǒng)故障時(shí)，最終影響的主要狀態(tài)參數(shù)是機(jī)組的功率輸出. 因此進(jìn)行特征選擇時(shí)，可通過(guò)Pearson相關(guān)系數(shù)[13]將其他風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)與機(jī)組功率輸出做相關(guān)性分析，刪除與變槳系統(tǒng)相關(guān)度較低的參數(shù). 為進(jìn)一步降低樣本規(guī)模，減少模型計(jì)算復(fù)雜度，避免模型過(guò)擬合，將第一次篩選出來(lái)的狀態(tài)變量進(jìn)行了第二次Pearson相關(guān)性分析，以更精確地刪除部分相關(guān)性較高的參數(shù)和剔除冗余量.

3.2? ?改進(jìn)多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)

mcODM中有3個(gè)參數(shù)需要優(yōu)化，分別為間隔方差平衡參數(shù)λ、間隔偏離平衡參數(shù)τ和不敏感損失參數(shù)θ，每個(gè)參數(shù)所表示的作用以及取值范圍如表1所示.

在使用STA優(yōu)化mcODM模型參數(shù)過(guò)程中，以模型輸出的多分類(lèi)測(cè)試的準(zhǔn)確率作為適應(yīng)度值，決定選擇和更新當(dāng)前最優(yōu)解. 若準(zhǔn)確率高于當(dāng)前最優(yōu)狀態(tài)的準(zhǔn)確率，新的參數(shù)將被作為更優(yōu)解，若準(zhǔn)確率低于當(dāng)前最優(yōu)狀態(tài)準(zhǔn)確率，則放棄該狀態(tài)向量，進(jìn)行下一輪迭代.

改進(jìn)的多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)的適應(yīng)度函數(shù)的構(gòu)造以及當(dāng)前最優(yōu)狀態(tài)解的選擇和更新偽代碼如算法1所示.

算法1? ?改進(jìn)多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)參數(shù)設(shè)置

1：Best←Best0（λ0;τ0;θ0）

2：repeat

3：if α←αmin? then

4：α←αmax

5：end if

6：λ←Best（1）

7：τ←Best（2）

8：θ←Best（3）

9：mcODM←（λ，τ，θ，訓(xùn)練集）

10：accuracy（mcODM）←測(cè)試集

11：funfcn←accuracy（mcODM）

12：Best←伸縮變換（funfcn，Best，SE，β，γ）

13：Best←伸縮變換（funfcn，Best，SE，β，α）

14：Best←伸縮變換（funfcn，Best，SE，β，δ）

15：α←

16：until 達(dá)到最大迭代次數(shù)或精度滿(mǎn)足要求

17：輸出Best

3.3? ?故障診斷性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

為驗(yàn)證改進(jìn)的多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)在風(fēng)電機(jī)組故障診斷中的有效性，將改進(jìn)的多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)同采用網(wǎng)格搜索法（Grid Search Algorithm，GS）、遺傳算法（Genetic Algorithm，GA）和粒子群優(yōu)化算法（Particle Swarm Optimization Algorithm，PSO）優(yōu)化的多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)分別應(yīng)用到由變槳主電源故障、槳葉伺服器驅(qū)動(dòng)溫度超限故障、變槳系統(tǒng)急停故障、變槳系統(tǒng)超級(jí)電容電壓過(guò)低故障組成的三類(lèi)（變槳主電源故障、槳葉伺服器驅(qū)動(dòng)溫度超限故障、變槳系統(tǒng)急停故障）、四類(lèi)（變槳主電源故障、槳葉伺服器驅(qū)動(dòng)溫度超限故障、變槳系統(tǒng)急停故障、變槳系統(tǒng)超級(jí)電容電壓過(guò)低故障）的多類(lèi)風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障中.

將總體分類(lèi)準(zhǔn)確率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)引入Kappa系數(shù)作為另一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏向性. Kappa系數(shù)表達(dá)式如下：

k = （10）

式中：p0為每一類(lèi)正確分類(lèi)樣本數(shù)量之和除以總樣本數(shù)，即總體分類(lèi)準(zhǔn)確率;pe為所有類(lèi)別分別對(duì)應(yīng)的“實(shí)際數(shù)量與預(yù)測(cè)數(shù)量的乘積”的總和，除以“樣本總數(shù)的平方”.

4? ?實(shí)驗(yàn)分析

4.1? ?數(shù)據(jù)描述

實(shí)驗(yàn)采用的是風(fēng)電場(chǎng)一年內(nèi)實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù). 該風(fēng)電場(chǎng)共有33臺(tái)1.5 MW變速變槳風(fēng)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組通過(guò)傳感器與監(jiān)控中心相連，數(shù)據(jù)采樣間隔為2 s，采集數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，部分原始數(shù)據(jù)如表2所示.

4.2? ?選擇樣本特征

將上述狀態(tài)參數(shù)的原始數(shù)據(jù)先做數(shù)據(jù)清洗，剔除包含“無(wú)數(shù)據(jù)”和所有狀態(tài)變量都為“0”的值的變量，歸一化處理后，利用Pearson相關(guān)系數(shù)分別與輸出功率做相關(guān)性計(jì)算，各參數(shù)與功率輸出相關(guān)性計(jì)算結(jié)果如表3所示.

從表3的相關(guān)性結(jié)果可以看出，這些狀態(tài)參數(shù)中，部分變量與輸出功率的相關(guān)性較低. 根據(jù)Pearson相關(guān)系數(shù)的性質(zhì)，剔除相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值小于0.55的中等程度相關(guān)的變量，保留其他絕對(duì)值大于0.55的變量作為該故障的主要影響因素（如表3中加粗的部分）并進(jìn)行第2次Pearson相關(guān)系數(shù)的計(jì)算，找出相關(guān)性較大的冗余參數(shù)，對(duì)樣本容量進(jìn)行約簡(jiǎn). 狀態(tài)參數(shù)間相關(guān)性計(jì)算結(jié)果如表4所示.

分析表4的部分計(jì)算結(jié)果可以得出，不同部位的相同狀態(tài)參數(shù)之間的相關(guān)性也很高，如葉片1偏角和槳距角1的相關(guān)系數(shù)接近1，變槳電機(jī)溫度2和變槳電機(jī)溫度1相關(guān)系數(shù)同樣接近1，由于這些狀態(tài)參數(shù)在反映變槳系統(tǒng)的運(yùn)行狀況時(shí)，作用基本相同，因此，結(jié)合表3和表4的相關(guān)性結(jié)果，剔除冗余參數(shù)，將余下的狀態(tài)參數(shù)構(gòu)建樣本特征集.

4.3? ?實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)中的4種變槳距系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)如表5所示.

當(dāng)實(shí)驗(yàn)總樣本為變槳主電源故障、槳葉伺服器驅(qū)動(dòng)溫度超限故障、變槳系統(tǒng)急停故障三類(lèi)故障時(shí)，圖2為總體故障診斷準(zhǔn)確率盒形圖，表6為Kappa系數(shù)值對(duì)比結(jié)果.

由圖2和表6可知，基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法的改進(jìn)多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)對(duì)于三類(lèi)風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障的診斷準(zhǔn)確率最高，Kappa系數(shù)值也高于其他3種故障診斷方法.

當(dāng)實(shí)驗(yàn)總樣本為變槳主電源故障、槳葉伺服器驅(qū)動(dòng)溫度超限故障、變槳系統(tǒng)急停故障、變槳系統(tǒng)超級(jí)電容電壓過(guò)低故障四類(lèi)故障時(shí)，圖3為總體故障診斷準(zhǔn)確率盒形圖，表7為Kappa系數(shù)值對(duì)比結(jié)果.

由圖3和表7可知，基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法的改進(jìn)多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)對(duì)于四類(lèi)風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障的診斷準(zhǔn)確率最高，Kappa系數(shù)值也高于其他3種故障診斷方法.

5? ?結(jié)? ?論

針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障診斷模型參數(shù)難以?xún)?yōu)化問(wèn)題，使用狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法對(duì)多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)的3個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將改進(jìn)的多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)同采用網(wǎng)格搜索法、遺傳算法和粒子群優(yōu)化算法的多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇多種不同類(lèi)型的變槳系統(tǒng)故障樣本，分別組合成三類(lèi)、四類(lèi)的形式，評(píng)價(jià)指標(biāo)為總體分類(lèi)準(zhǔn)確率和Kappa系數(shù). 對(duì)比結(jié)果表明，改進(jìn)的多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)對(duì)于多類(lèi)變槳系統(tǒng)故障的診斷性能強(qiáng)，相對(duì)于其他三種調(diào)參方法生成的模型，擁有更高的總體故障分類(lèi)準(zhǔn)確率，Kappa系數(shù)值更高，表明了基于改進(jìn)多類(lèi)最優(yōu)間隔分布機(jī)的風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)故障診斷方法的良好的性能.

在風(fēng)電機(jī)組的故障診斷工作中，由于機(jī)組的工作環(huán)境、負(fù)載等多種因素的影響，其運(yùn)行工況復(fù)雜多變，導(dǎo)致很多情況下難以達(dá)到對(duì)整機(jī)的故障診斷要求. 因此，針對(duì)變工況條件下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷研究，能有效降低機(jī)組故障發(fā)生率，提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性.

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