[發明專利]一種基于PCA-CNN-LVQ的電壓暫降源識別方法

在審

• 申請號: 202111150656.8
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN114021424A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 陳堃;姜小濤;汪自虎;李曉東;宋揚;楊宇坤;張瑋;李想;吳思若;朱宇超;趙錫正;石可;齊路
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司南京供電分公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

本發明公開一種基于PCA?CNN?LVQ的電壓暫降源識別方法，包括以下步驟：步驟1，構建并訓練PCA?CNN?LVQ模型：步驟101，采集電壓暫降源的電壓暫降數據作為樣本；步驟102，采用主成分分析法PCA對電壓暫降數據進行降維；步驟103，將降維后的電壓暫降數據輸入到卷積神經網絡CNN中提取電壓暫降數據特征；步驟104，將電壓暫降數據特征輸入到學習矢量量化神經網絡LVQ中對LVQ進行分類訓練；步驟2，通過訓練好的PCA?CNN?LVQ模型對待識別的電壓暫降數據進行分類，得到待識別電壓暫降數據的電壓暫降類型。本發明提升識別電壓暫降類型的準確性。

技術領域

本發明涉及電能質量領域，尤其涉及一種基于PCA-CNN-LVQ的電壓暫降源識別方法。

背景技術

隨著信息技術、電力電子技術等各種高新技術的快速發展，對于電能要求更高的基于數字型處理器控制的機電設備投入使用，且大量非線性電力電子設備的投入運行使得電網電壓以及電流畸變率不斷上升，周波級的電壓暫降/跌落、電壓暫升和瞬時供電中斷等新的動態電能質量問題逐步顯露出來；電壓暫降是指電源電壓的有效值在短時間內突然下降到10％到90％的事件，其典型持續時間為0.5至30個周期。一些工業園區對電能質量要求較高，由于某些不可控性，會發生電壓暫降造成一定的經濟損失，正確識別電壓暫降源是解決電壓暫降問題的首要步驟。

現有的技術主要是基于物理特征的方法對電壓暫降源進行特征提取和模式識別，現代智能電網的引入，電網數字化和海量的用電數據，使得現有的人工方法難以提取大量電壓暫降特征，并且也難以在復雜時間序列數據上建立精確的數學模型。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種基于PCA-CNN-LVQ的電壓暫降源識別方法，采用主成分分析法PCA對電壓暫降數據進行降維，利用深度學習方法中的卷積神經網絡CNN對電壓暫降源的特征進行提取，并且利用學習矢量量化神經網絡LVQ對電壓暫降類型進行識別，克服了人工提取特征的缺陷和建立精確數學模型的局限性，提升識別電壓暫降類型的準確性。

本發明采用如下的技術方案：

一種基于PCA-CNN-LVQ的電壓暫降源識別方法，所述識別方法包括以下步驟：

步驟1，構建并訓練PCA-CNN-LVQ模型：

步驟101，采集電壓暫降源的電壓暫降數據作為樣本；

步驟102，采用主成分分析法PCA對電壓暫降數據進行降維；

步驟103，將降維后的電壓暫降數據輸入到卷積神經網絡CNN中提取電壓暫降數據特征；

步驟104，將電壓暫降數據特征輸入到學習矢量量化神經網絡LVQ中對LVQ進行分類訓練；

步驟2，通過訓練好的PCA-CNN-LVQ模型對待識別的電壓暫降數據進行分類，得到待識別電壓暫降數據的電壓暫降類型。

優選地，所述電壓暫降源的類型包括：單相接地故障、三相接地故障、變壓器投切、大型感應電動機啟動、變壓器投切同時發生單相接地故障和大型感應電動機啟動同時發生單相接地故障。

優選地，步驟1中，采用10折交叉試驗法對每個電壓暫降源類型的樣本進行交叉驗證。

優選地，步驟102包括：

步驟1021，計算樣本數據集X＝[x₁,x₂,x₃...x_e...x_m]的對應每一維的樣本數據的樣本均值得到樣本均值矩陣計算樣本的協方差矩陣