[發(fā)明專利]一種基于特征融合和模型融合的故障指示器故障定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011158982.9
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112285489B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范建華;曹乾磊;狄克松;李建賽;田煜坤
• 申請（專利權(quán)）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于特征融合和模型融合的故障指示器故障定位方法，包括以下步驟：故障指示器采集現(xiàn)場電壓電流數(shù)據(jù)，提取采集數(shù)據(jù)集的特征，將提取的特征作為基分類器輸入；結(jié)合現(xiàn)場拓?fù)浼肮收戏秶鷮?shí)際判定結(jié)果對采集數(shù)據(jù)集添加標(biāo)簽；將所有特征歸一化處理并將處理后的數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集和測試集；基分類器訓(xùn)練、測試，輸出初步判定結(jié)果作為元分類器的輸入；元分類器訓(xùn)練、測試；對未定位的數(shù)據(jù)提取特征并做歸一化處理后輸入模型；結(jié)合輸出結(jié)果與現(xiàn)場拓?fù)涠ㄎ还收稀１景l(fā)明根據(jù)故障指示器采集到的電壓電流數(shù)據(jù)來提取特征并輸入至模型，計(jì)算出結(jié)果，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位，方法簡單易行，實(shí)現(xiàn)多判據(jù)和多模型融合，并且支持實(shí)時計(jì)算，具有很強(qiáng)的工程實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中壓配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于特征融合和模型融合的故障指示器故障定位方法。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)對電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，單相接地故障是配電系統(tǒng)中最常見的故障，單相接地不僅影響了用戶的正常供電，而且可能產(chǎn)生過電壓，過電壓會導(dǎo)致設(shè)備損壞，甚至引起相間短路而擴(kuò)大事故。然而中壓配電網(wǎng)終端數(shù)量龐大，接地方式多種多樣，數(shù)據(jù)復(fù)雜，傳統(tǒng)的故障診斷方法存在定位準(zhǔn)確度不足的問題，尤其在某些臺區(qū)存在嚴(yán)重的設(shè)備老化問題，導(dǎo)致故障特征較模糊，這給故障定位帶來巨大的困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，提出了一種基于特征融合和模型融合的故障指示器故障定位方法，根據(jù)故障指示器采集到的電壓電流數(shù)據(jù)來提取特征并輸入至模型，計(jì)算出結(jié)果，實(shí)現(xiàn)較準(zhǔn)確的故障定位。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種基于特征融合和模型融合的故障指示器故障定位方法，包括以下步驟：

步驟1：故障指示器采集現(xiàn)場電壓電流數(shù)據(jù)，提取采集數(shù)據(jù)集的特征，將提取的特征作為基分類器的輸入；

步驟2：結(jié)合現(xiàn)場拓?fù)鋱D及故障范圍實(shí)際判定結(jié)果，對采集數(shù)據(jù)集添加標(biāo)簽；

步驟3：將所有特征進(jìn)行歸一化處理，并將處理后的數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集和測試集；

步驟4：基分類器訓(xùn)練、測試，得到訓(xùn)練好的基分類器模型，并輸出初步判定結(jié)果作為元分類器的輸入；

步驟5：元分類器訓(xùn)練、測試，得到訓(xùn)練好的元分類器模型；

步驟6：對未定位的現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)提取特征并做歸一化處理后輸入模型；

步驟7：結(jié)合模型輸出結(jié)果與現(xiàn)場拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)故障定位。

進(jìn)一步地，所述步驟1中提取的特征包括相似度、暫態(tài)特征值、基波幅值、基波與電壓相位差、3次諧波幅值+5次諧波幅值及5次諧波與電壓相位差，其中相似度ρ計(jì)算公式如下：

式中，i₀₁和i₀₂分別為工頻零序電流數(shù)據(jù)和工頻零序電壓導(dǎo)數(shù)數(shù)據(jù)，n為采樣序列，采樣起始點(diǎn)n＝1為故障發(fā)生時刻，N為零序電流信號的數(shù)據(jù)長度，m為零序電壓導(dǎo)數(shù)數(shù)據(jù)平移點(diǎn)數(shù)，改變m的值使相似度ρ(m)最大，ρ_max即為最終相似度計(jì)算結(jié)果；

暫態(tài)特征值W計(jì)算公式如下：

式中，i_0x為暫態(tài)零序電流值，u₀為暫態(tài)零序電壓值。

進(jìn)一步地，所述基波幅值、基波與電壓相位差、3次諧波幅值+5次諧波幅值和5次諧波與電壓相位差的值獲取方法均為快速傅里葉變換(FFT)。

進(jìn)一步地，所述步驟2中對采集數(shù)據(jù)集添加標(biāo)簽，故障范圍內(nèi)標(biāo)記為1，故障范圍外標(biāo)記為-1。

進(jìn)一步地，所述步驟3中為解決數(shù)據(jù)不均衡問題，劃分訓(xùn)練集和測試集時用到的方法為分層抽樣。