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专利号: 2017109805230
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,其特征在于:包括以下步骤:S1.在变电站内采集各回出线的三相电压V和三相电流I,计算出各回出线的有功功率P、无功功率Q、功率因素 保存各参数;

S2.根据保存的参数获取特征矩阵X*;

S3.构造深度信念网络DBN;

S4.将特征矩阵X*输入到DBN进行训练,获取适用于故障选线的DBN;

S5.进行故障选线。

2.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,其特征是步骤S1中通过三表法对三相电压V和三相电流I进行采集,在每周波采样s个点,则各参数计算如下:其中Va、Vb、Vc为三相电压,Ia、Ib、Ic为三相电流。

3.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,其特征是将各参数与前一个参数进行比较,若两者之间的差值大于等于0.001,则对该参数进行保存,若两者之间的差值小于0.001,则不保存。

4.根据权利要求2或3所述的一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,其特征是步骤S2中特征矩阵X*获取的过程包括:S21.将保存的原始运行参数组合,形成原始数据矩阵X,其形式为[正常状态运行参数;L1故障状态运行参数;L2故障状态运行参数;…LN故障状态运行参数],分别对应X0、X1…XN,L1-LN为出线编号,每种状态均有Ia、Ib、Ic、P、Q、六个参数,其中xN,mn表示第N种状态下,运行数据矩阵中第m行、第n列的元素,其中n=1、2、…、6N,分别表示Ia、Ib、Ic、P、Q、 m值根据实际采集的数据量设定,N为变电站母线上的出线回路数;

S22.采用min-max标准化方法对原始数据矩阵X进行归一化,获得特征矩阵X*,其中x为X中的元素,xmax、xmin分别为x所在行的元素最大值和最小值,x*为x归一化后的值,其在矩阵X*中位置与x在矩阵X中的位置相同。

5.根据权利要求4所述的一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,其特征是在原始数据矩阵X中,若某一参数对应的行、列为空,则用该参数上一行、同一列的参数进行填充。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,其特征是步骤S3构造深度信念网络DBN的过程包括:通过堆叠多个受限玻尔兹曼机RBM构造深度信念网络DBN,确定DBN层数为5层,依次为1个输入层、3个隐藏层和1个分类层,各层节点数依次为6N-800-800-2000-N+1。

7.根据权利要求5所述的一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,其特征是步骤S4具体过程包括:S41.对于DBN前四层,采用对比散度算法,通过非监督贪婪算法逐层进行训练,获得3个隐藏层的输出值、各层之间的权值和各层的偏置值;

训练过程中,前一个RBM的输出层即隐藏层作为后一个RBN的输入层即可视层,则RBM的能量函数表示为:Eθ(v,h)=-aTv-bTh-vWhT,v表示可视层节点的状态向量,

h表示隐藏层节点的状态向量,

W表示可视层节点与隐藏层节点的连接权值矩阵,a表示可视层节点的偏置向量,

b表示隐藏层节点的偏置向量,

θ={W,a,b}表示RBM的参数;

状态(v,h)的联合概率分布为:

由此获得可视层和隐藏层之间的调节概率分布分别为:其中

RBM的训练步骤为:

a.输入一个数据样本x0,设置学习率ε,最大训练周期t;

b.随机初始化θ={W,a,b};

c.令v1=x0,根据式(2)计算Pθ(h1j=1|v1),得到隐藏层h1;

d.将h1代入式(1),计算Pθ(v2i=1|h1),得到可视层v2;

e.计算Pθ(h2j=1|v2),得到h2;

f.更新RBM参数θ:

ΔW=ε(Pθ(h1=1|v1)v1T-Pθ(h2=1|v2)v2T)Δa=ε(v1-v2)

Δb=ε(Pθ(h1=1|v1)-Pθ(h2=1|v2))θ={W+ΔW,a+Δa,b+Δb};

g.若未收敛,且迭代次数小于t,则重复步骤c-f,直到结束;

S42.按照步骤S41中RBM的训练步骤,完成所有RBM的训练;

S43.按照softmax模型,采用有标签数据,通过反向传播算法BP对网络进行调优,其中,数据标签y与出线数量N相关;

S44.训练完成后,获得适用于故障选线的DBN选线模型y=fθ(X),模型参数为最终训练获得的θ={W,a,b}。

8.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,其特征是步骤S5中故障选线过程为:在某条出线发生单相接地故障时,执行步骤S1-S2,然后将获得的特*征矩阵X输入到步骤S3中获得的DBN选项模型y=fθ(X),统计出y中无接地、出线1接地、出线

2接地、…、出线N接地标签的数量,数量最多者为发生单相接地的出线。