[發(fā)明專利]基于雙向長短期記憶的復(fù)雜電能質(zhì)量擾動分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810198781.8
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108562811B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧亞平;王璐;賈顥;同向前
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G06N3/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅磊

1.基于雙向長短期記憶的復(fù)雜電能質(zhì)量擾動分析方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1，利用測量儀器采集待檢測的電力系統(tǒng)中電壓或電流信號若干或者采用公式(1)的數(shù)學(xué)模型，得到一系列的包含暫升、暫降、中斷、振蕩暫態(tài)、脈沖暫態(tài)、諧波/間諧波、波動的7類基本PQD及其不同組合構(gòu)成的復(fù)雜PQD的總樣本；

其中包含暫升、暫降、中斷、振蕩暫態(tài)、脈沖暫態(tài)、諧波/間諧波、波動的復(fù)雜PQD信號s(t)的統(tǒng)一參數(shù)化解析數(shù)學(xué)模型公式(1)如下式所示：

其中，δ(t)、A、f₀(t)、θ₁(t)、N、a_n(t)、f_n(t)、ψ_n(t)代表了與幅值有關(guān)的擾動：δ(t)為時變函數(shù)，A、f₀(t)、θ₁(t)分別為基波信號的幅值、頻率、相位，N、a_n(t)、f_n(t)、ψ_n(t)分別代表波動包絡(luò)分量的個數(shù)、n次包絡(luò)信號的幅值、頻率、相位；H、h、b_h(t)、θ_h(t)代表與基波頻率有關(guān)的整數(shù)次諧波擾動：H、h、b_h(t)、θ_h(t)分別代表諧波分量的個數(shù)、諧波次數(shù)、h次諧波的幅值、相位；K、c_k(t)、f_k(t)、代表與基波頻率無關(guān)的間諧波擾動：K、c_k(t)、f_k(t)、分別代表了間諧波分量的個數(shù)、k次間諧波的幅值、頻率、相位；M、α_m、β_m、d_m、f_m、τ_m代表了暫態(tài)擾動：M、α_m、β_m、d_m、f_m、τ_m分別代表了振蕩暫態(tài)分量個數(shù)、m次振蕩暫態(tài)的起始時刻、終止時刻、幅值、頻率、相位、衰減因子；μ(t)為噪聲分量；

步驟2，樣本標(biāo)注

將經(jīng)步驟1采集到的PQD樣本，按照信號中所包含的擾動類型分別進行定義并標(biāo)注；

步驟3，將經(jīng)步驟2標(biāo)注的PQD樣本轉(zhuǎn)化為序列形式；

步驟4，將經(jīng)步驟3序列化后的樣本分為訓(xùn)練集和測試集，其中訓(xùn)練集占總樣本70％，測試集數(shù)據(jù)占總樣本的30％；

步驟5，構(gòu)建雙向長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括由下到上依次連接的輸入層部分、隱含層部分以及輸出層部分；

步驟6，將經(jīng)步驟5構(gòu)建好的雙向長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行訓(xùn)練，每次訓(xùn)練遍歷訓(xùn)練集中的每一個訓(xùn)練數(shù)據(jù)，每次遍歷被稱為一個世代，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行多個世代訓(xùn)練，即經(jīng)過若干個世代，得到訓(xùn)練好的雙向長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

步驟7，過擬合判斷

使用經(jīng)步驟6訓(xùn)練好后的雙向長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，用測試集中的80％數(shù)據(jù)來進行測試，得到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率，然后用剩余20％的測試集數(shù)據(jù)進行測試，若準(zhǔn)確度大幅下降則出現(xiàn)過擬合現(xiàn)象，則調(diào)整雙向長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的超參數(shù)，然后重新訓(xùn)練雙向長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，訓(xùn)練后再次執(zhí)行過擬合判斷，如此循環(huán)，直至未出現(xiàn)過擬合，從而得到泛化性好的雙向長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

步驟8，使用經(jīng)步驟7再次訓(xùn)練好的雙向長短期神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行PQD判斷，輸入數(shù)據(jù)為信號序列數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)為序列中每一個數(shù)據(jù)所對應(yīng)的電能類型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙向長短期記憶的復(fù)雜電能質(zhì)量擾動分析方法，其特征在于，步驟1中所述的復(fù)雜PQD包含兩種及以上基本PQD構(gòu)成的所有組合形式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙向長短期記憶的復(fù)雜電能質(zhì)量擾動分析方法，其特征在于，所述步驟1中采用公式(1)在對復(fù)雜PQD組合時，應(yīng)遵循以下原則：a、同一參數(shù)不能同時發(fā)生兩種不同方式的突變；b、不同參數(shù)可以同時發(fā)生突變；c、加性擾動的存在不受參數(shù)變化的限制。