[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于小波變換和CNN的配電網(wǎng)故障定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810541591.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108732465B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張耀宇;陳中明;鄭楚韜;楊建偉;秦川;孔祥軒;劉杰榮;王偉冠;陳君宇;黃焯麒;何其淼;陸凱燁;譚家祺;孫廣慧;李斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司;廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于小波變換和CNN的配電網(wǎng)故障定位方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：

步驟S1：利用電力仿真軟件搭建故障模型，通過(guò)設(shè)置不同的故障類(lèi)型、故障距離、電壓幅值、功角，獲取大量故障電流數(shù)據(jù)，并分為訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)；

步驟S2：對(duì)故障電流進(jìn)行預(yù)處理及多尺度分析，分別得到第二尺度及以上尺度下的模極大值對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，形成模極大值折線圖；對(duì)折線圖根據(jù)故障距離和行波波速確定標(biāo)簽，形成訓(xùn)練集和測(cè)試集；

步驟S3：根據(jù)圖片數(shù)據(jù)特點(diǎn)，確定CNN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和卷積核的大小，利用訓(xùn)練集進(jìn)行訓(xùn)練，畫(huà)出迭代過(guò)程中價(jià)值函數(shù)變化曲線，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及超參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，再次訓(xùn)練，重復(fù)以上過(guò)程，確定最優(yōu)CNN；

步驟S4：利用測(cè)試集檢測(cè)CNN泛化能力，若錯(cuò)誤率為5％以下，則泛化能力強(qiáng)，說(shuō)明選取的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及參數(shù)優(yōu)化較好；若錯(cuò)誤率大于5％，則需要重復(fù)步驟S1至步驟S3；

步驟S5：獲取故障線路兩端故障相電流，對(duì)故障相電流預(yù)處理，執(zhí)行步驟S2，得到CNN的輸入，得到線路首端輸入為in_m，末端輸入in_n；

步驟S6：將輸入in_m和in_n分別給CNN，根據(jù)CNN的輸出對(duì)應(yīng)確定行波波頭到達(dá)線路首末端時(shí)刻t_m和t_n；

步驟S7：采用B型行波法測(cè)距，根據(jù)公式計(jì)算出故障點(diǎn)距離線路首端距離l，其中L為線路總長(zhǎng)，為行波波速，由線路分布參數(shù)確定，L₁為線路正序電感，H/km，C₁為線路正序電容，F(xiàn)/km。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換和CNN的配電網(wǎng)故障定位方法，其特征在于，所述的步驟S2中，標(biāo)簽的具體確定方法如下：

S21：根據(jù)線路參數(shù)求出行波波速v；

S22：已知故障點(diǎn)距線路端點(diǎn)距離為l_m，則故障發(fā)生后行波波頭到達(dá)線路端點(diǎn)所需時(shí)間為

S23：仿真模型中已知故障發(fā)生時(shí)刻為t_f，則行波波頭到達(dá)時(shí)刻為t_m＝t_f+Vt，Vt為故障發(fā)生后行波波頭到達(dá)線路端點(diǎn)所需要的時(shí)間；

S24：以1μs為單位，計(jì)算t_m偏離小波變換第二尺度模極大值時(shí)刻多少單位，即n取整數(shù)，|n|≤5；

S25：CNN采用softmax分類(lèi)，設(shè)置獨(dú)立分類(lèi)數(shù)量以及對(duì)應(yīng)的輸出個(gè)數(shù)數(shù)量，每個(gè)獨(dú)立分類(lèi)數(shù)量對(duì)應(yīng)一個(gè)索引號(hào)，對(duì)應(yīng)的輸出置為1，其余輸出為0，形成一個(gè)標(biāo)簽以對(duì)CNN進(jìn)行訓(xùn)練，在訓(xùn)練完成的CNN中，將輸出最大的置為1，其余為0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換和CNN的配電網(wǎng)故障定位方法，其特征在于，所述的步驟S6中，由CNN輸出的結(jié)果轉(zhuǎn)化為時(shí)標(biāo)的計(jì)算方法為t＝t⁽²⁾+n，t(²)為小波變換第二尺度的模極大值時(shí)刻，n的定義為：以1μs為單位，t偏離小波變換第二尺度模極大值時(shí)刻t⁽²⁾多少單位，n為整數(shù)。