[發(fā)明專利]基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的智能電表故障診斷方法及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010597352.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111537945B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖勇;周密;鄭楷洪;錢(qián)斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01R35/04
• 分類號(hào): G01R35/04;G06F16/27;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 煙臺(tái)雙聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 37225
• 代理人: 申國(guó)棟

1.一種基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的智能電表故障診斷方法，其特征在于，在智能電表側(cè)設(shè)置能夠運(yùn)行的輕量級(jí)故障檢測(cè)模型，與每個(gè)智能電表相連的嵌入式計(jì)算設(shè)備作為數(shù)據(jù)方參與到聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架下的模型訓(xùn)練中；所述故障檢測(cè)模型用于識(shí)別故障類型，其輸入?yún)?shù)為智能電表端的采集數(shù)據(jù)，各智能電表端的采集數(shù)據(jù)具有重疊的公共特征；

利用智能電表采集數(shù)據(jù)的公共特征集對(duì)故障檢測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，在每一輪迭代完成之后與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行一次通信，迭代過(guò)程包括各本地模型裝載一批本地?cái)?shù)據(jù)樣本，通信則在完成一次訓(xùn)練之后將訓(xùn)練梯度和損失函數(shù)加密匯總到聯(lián)邦學(xué)習(xí)智能電表故障診斷框架中訓(xùn)練協(xié)作者進(jìn)行訓(xùn)練參數(shù)的匯總與更新；所述訓(xùn)練協(xié)作者為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器；

聯(lián)邦學(xué)習(xí)訓(xùn)練協(xié)作者負(fù)責(zé)調(diào)度整個(gè)訓(xùn)練過(guò)程，完成參數(shù)匯總操作：所述聯(lián)邦學(xué)習(xí)訓(xùn)練協(xié)作者統(tǒng)計(jì)參與者發(fā)送過(guò)來(lái)的損失函數(shù)和梯度信息，完成梯度信息的匯總?cè)诤弦源_保全局損失函數(shù)在向著收斂的方向不斷優(yōu)化；

各智能電表端的采集數(shù)據(jù)共同參與完成智能電表故障診斷共享模型的訓(xùn)練，所述智能電表故障診斷共享模型運(yùn)行于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的智能電表故障診斷方法，其特征在于，數(shù)據(jù)不需要直接匯總到數(shù)據(jù)中心，所有參與者需要按照由數(shù)據(jù)中心提供的具有相同加密規(guī)則的密鑰來(lái)對(duì)自身設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并用于訓(xùn)練本地模型；構(gòu)成整個(gè)訓(xùn)練系統(tǒng)的數(shù)據(jù)樣本來(lái)自一個(gè)業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的智能電表集群，所述智能電表集群的規(guī)模可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的智能電表故障診斷方法，其特征在于，在全局損失函數(shù)不斷優(yōu)化的過(guò)程中，每一輪通信過(guò)程由訓(xùn)練協(xié)作者提供參數(shù)來(lái)更新各本地模型，更新參數(shù)通過(guò)智能電表終端側(cè)與數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成。

4.一種用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至3任一所述的基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的智能電表故障診斷方法的設(shè)備，其特征在于，包括與智能電表相連的嵌入式設(shè)備，所述嵌入式設(shè)備包括處理器、存儲(chǔ)器及網(wǎng)絡(luò)通信模塊，所述處理器用于執(zhí)行智能電表故障診斷方法，所述存儲(chǔ)器用于記錄智能電表產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及存儲(chǔ)輕量級(jí)本地模型和訓(xùn)練參數(shù)；所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊用于與所述數(shù)據(jù)中心進(jìn)行通信。