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[發明專利]一種輸電線路的模糊故障分類方法在審

專利信息
申請號: 201410613879.7 申請日: 2014-11-04
公開(公告)號: CN104462762A 公開(公告)日: 2015-03-25
發明(設計)人: 童曉陽;羅忠運 申請(專利權)人: 西南交通大學
主分類號: G06F19/00 分類號: G06F19/00
代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200 代理人: 崔建中
地址: 610031 四*** 國省代碼: 四川;51
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 輸電 線路 模糊 故障 分類 方法
【權利要求書】:

1.一種輸電線路的模糊故障分類方法,其特征在于,包括

步驟1:從電網故障錄波文件的開頭起,提取4個周波的三相電流信號,進行EMD分解,得到各固有模態函數分量IMF,將IMF1最大瞬時頻率值對應的時刻確定為故障發生時刻;

步驟2:從故障錄波文件取得故障發生時刻后2個周波的A、B、C三相電流信號,把這三個向量相加求和除以3,得到零序電流信號;將A、B、C三相電流信號和零序電流信號作為故障樣本;

步驟3:將故障樣本的A、B、C三相電流信號及零序電流信號進行EMD分解、HHT變換得到各自的邊際譜值,選擇在0~2000Hz頻段,對各邊際譜的平方積分,分別得到三相及零序電流的特征能量函數值SA、SB、SC、S0,組成的一個4維輸入向量,作為故障輸入向量xg

步驟4:選擇徑向核函數RBF作為核函數,構造10種故障類型的模糊支持向量機FSVM二分類器,分別為:A相短路Ag故障FSVM二分類器、B相短路Bg故障FSVM二分類器、C相短路Cg故障FSVM二分類器、B相C相短路BC故障FSVM二分類器、A相C相短路AC故障FSVM二分類器、A相B相短路AB故障FSVM二分類器、A相B相接地短路ABg故障FSVM二分類器、A相C相接地短路ACg故障FSVM二分類器、B相C相接地短路BCg故障FSVM二分類器和A相B相C相同時接地短路ABCg故障FSVM二分類器;

步驟5:訓練優化每一種故障類型的FSVM二分類器,包括

步驟5.1:對每一種故障類型的FSVM二分類器,各自構造一個模糊訓練樣本集S;所述模糊訓練樣本集S={(x1,y1,u(x1)),...(xk,yk,u(xk))...(xn,yn,u(xn))},其中(xl,yl,u(xl))為訓練樣本,xk為輸入向量,xk∈Rn,yk為分類標簽值,yk∈{-1,1},1表示故障標簽,-1表示非故障標簽,u(xk)為訓練樣本屬于該故障類型的模糊隸屬度,0≤u(xk)≤1;

步驟5.2:對每一種故障類型的FSVM二分類器,輸入其對應的模糊訓練樣本集,求得該FSVM二分類器的決策函數的系數向量ω*和常數項b*;再利用網格優化算法,對每一種故障類型的FSVM二分類器的懲罰參數C和核函數寬度σ進行優化:對每一種故障類型的FSVM二分類器,選擇準確率最高的一組{C,σ}作為其最優分類參數;

步驟5.3:對每一種故障類型的FSVM二分類器,構造各自的高維空間的帶狀分段隸屬度函數:通過FSVM獲得最優分類超平面H為ωx+b=0,其中ω是超平面的法向量,b是超平面的常數項;在高維特征空間中求解出正類樣本點到超平面H的平均距離dc,以距離H為dc且與之平行的超平面Hc為基準平面,分別在Hc兩邊構造不同的隸屬度函數u(xi),

u(xi)=1-(d(xi)-de)22.5dce2(ded(xi)dc)0.6-d(xi)5de(0<d(xi)<de)1-(d(xi)-dc)210(dmax-dc)2(dc<d(xi)dmax)]]>

其中,d(xi)是任一樣本點到H的距離,de是支持向量到H的距離,dce是超平面Hc到支持向量的距離;dmax是樣本點到H的最大距離,對于在負類一側的負類樣本直接賦予其較小的隸屬度0.1;

步驟5.4:對每一種故障類型的FSVM二分類器,輸入其對應的模糊訓練樣本集,求得其高維空間的帶狀分段隸屬度函數;

步驟6:將優化后的10種故障類型的FSVM二分類器串聯后,構成組合多分類FSVM分類器;

步驟7:將故障樣本的故障輸入向量xg輸入到組合多分類FSVM分類器中,得到10種故障類型各自的初步分類標簽值yg、決策函數值Zg和初始隸屬度u(xg);

步驟8:確定初步分類標簽值yg為故障標簽的那種故障類型為最終故障類型。

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