基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法技术

本发明专利技术提供一种基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法，包括下列步骤：采集工频故障行波电流，并计算周期内工频故障行波电流的有效值；建立自动编码器，所述自动编码器中包含编码层函数，以及损失函数和解码层函数；将所述有效值作为自动编码器的输入，其自动编码器的输出为工频电流特征值函数；将所述工频电流特征值函数输入预先训练好的向量机中，获得波形特征识别结果。获得波形特征识别结果。获得波形特征识别结果。

【技术实现步骤摘要】
基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法


[0001]本专利技术涉及输配电线故障识别
，尤其涉及基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法。

技术介绍

[0002]配电网一直以来随着近年来智能建设的主要话题，现阶段无论是工厂生产还是居民生产用电对于配电网的安全稳定运行都显得极为关键。截止到2020年底我国供电可靠了达到99.82％，针对于输电线路的故障，输电线路采用中心点大电流接地系统，且故障后一般情况下采用重合闸功能，故障基本能够得到处理；而配电网电线路基本上采用小电流接地系统，当系统发生单相接地故障时无法通过重合的方式进行故障切除，同时配电网线路发生单相接地故障时其工频波形相比故障跳闸而言具有较大的区别，因此对于配电网线路而言通过工频波形进行线路状态的判定显得格外重要。
[0003]现有故障测距技术中，通过工频电流波形进行判定。其原理是当行波故障测距装置上传了线路实时波形时对波形进行傅里叶变换求取上传的波形中50Hz频率成分的含量，当50Hz频率成分含量较低时，判定为无效波形，从而不进行故障判定，当50Hz频率成分含量较高时，通过计算单个触发周期的有效值来进行配电网的是否发生故障判定，期间如果算法和设置参数存在问题会导致系统出来误报的情况，因此在进行线路波形形态判定时，无论从计算量上来讲还是从误报情况上来都远远达不到对线路状态实时监测，对于线路发生故障时不能第一时间做出预警，对于线路的故障处理时间不够及时，进而造成不可逆损伤。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法，包括下列步骤：
[0006]采集工频故障行波电流，并计算周期内工频故障行波电流的有效值；
[0007]建立自动编码器，所述自动编码器中包含编码层函数，以及损失函数和解码层函数；
[0008]将所述有效值作为自动编码器的输入，其自动编码器的输出为工频电流特征值函数；
[0009]将所述工频电流特征值函数输入预先训练好的向量机中，获得波形特征识别结果。
[0010]可选的，计算周期内工频故障行波电流的有效值，具体包括：
[0011]设定采样点为为P
i
，一个周期内总采样点数为n，一个采用工频电流有效周期为m个，因此有效值y
RMS
通过下式计算：
[0012][0013]式中，为平均值。
[0014]可选的，所述自动编码器的构成包括：
[0015]编码层
[0016]解码层
[0017]损失函数：
[0018]激活函数(sigmoid)f(x)＝1/(1+e
‑
x
)
[0019]激活函数导数f(x)'＝f(x)*(1
‑
f(x))
[0020]式中，W1为编码层权重，b1为编码层偏置，W2为解码层权重，b2为解码层偏置，X为工频电流有效值，X
i
为第i个工频电流有效值。
[0021]可选的，利用解码层函数对编码层函数进行函数还原，对还原的函数与原始函数进行皮尔逊相关系数法计算，获得相关系数值p，若求得的p值无限趋近于1时，则判定编码层函数A1为最终工频电流特征值函数。
[0022]可选的，相关系数值p通过下式进行计算：
[0023][0024]式中，ik1、ik2分别为原始输入函数及重构的原始输入函数，N为。
[0025]可选的，向量机的输出结果为“0”、“1”、“2”，其中“0”表示跳闸波形，“1”表示接地波形，“2”表示无效波形。
[0026]可选的，对向量机进行训练，具体包括下列步骤：
[0027]采集各类型的输电线路历史故障波形，并获得不同类型的故障波形所对应的有效值函数；
[0028]将不同类型的故障波形的有效值函数输入自动编码器中，获得不同类型的故障波形特征函数；
[0029]将故障波形特征函数作为向量机的输入，故障波形的类型作为向量机的输出，对向量机进行训练。
[0030]与现有技术相比，本专利技术达到的有益效果如下：
[0031]本专利技术提供的基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法，采用计算工频周期的有效值，通过输出有效值进行自动编码器的输入，通过自动编码器进行训练，计算出权重函数，对权重函数进行输出函数还原，最终求解出权重函数后，将权重输出值放入已经训练好的支持向量机中进行输出监测装置上传回来的波形类别，从而实现了配电网波形波形类别识别，本专利技术专利能够实现配电网的单相接地及故障跳闸和重合情况的判定，从而实
现配电网线路的故障清查。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术提供的基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法的流程图。
具体实施方式
[0034]为了使得本专利技术的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本专利技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是本专利技术的全部实施例，应理解，本专利技术不受这里描述的示例实施例的限制。基于本专利技术中描述的本专利技术实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本专利技术的保护范围之内。
[0035]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0036]应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。
[0037]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0038]为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本专利技术提出的技术方案。本专利技术的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。
[0039]参见图1，基于自动编码器的输配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法，其特征在于，包括下列步骤：采集工频故障行波电流，并计算周期内工频故障行波电流的有效值；建立自动编码器，所述自动编码器中包含编码层函数，以及损失函数和解码层函数；将所述有效值作为自动编码器的输入，其自动编码器的输出为工频电流特征值函数；将所述工频电流特征值函数输入预先训练好的向量机中，获得波形特征识别结果。2.根据权利要求1所述的基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法，其特征在于，计算周期内工频故障行波电流的有效值，具体包括：设定采样点为为P
i
，一个周期内总采样点数为n，一个采样工频电流有效周期为m个，因此有效值y
RMS
通过下式计算：式中，为平均值。3.根据权利要求2所述的基于自动编码器的输配电线路波形特征识别方法，其特征在于，所述自动编码器的构成包括：于，所述自动编码器的构成包括：损失函数：激活函数(sigmoid) f(x)＝1/(1+e
‑
x
)激活函数导数f(x)'＝f(x)*(1
‑
f(x))式中，W1为编码层权重，b1为编码层偏置，W2为解码层权重，b2为解码层偏置，X为工频电流有...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛斐，罗东萍，熊丽，黎林君，陈宣任，舒双焰，祁永福，陈蔚卓，冯隆福，赵康，林文，林少佳，邢湘玉，卢刚，
申请(专利权)人：海南电力产业发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：