1.一种熔断器故障报警方法,其特征在于,包括:
获取熔断器的状态数据,所述状态数据包括端电压以及熔断器两端的电极温度,建立预测模型,将状态数据输入预测模型,对预测模型进行训练,利用预测模型输出熔断器的预测状态数据,将熔断器的预测状态数据与对应的真实状态数据进行比较,利用比较结果进行故障报警;所述建立预测模型,将状态数据输入预测模型,对预测模型进行训练包括:将熔断器故障报警问题建模为一个马尔可夫决策过程模型,并定义其中的状态、动作以及立即奖赏函数,建立回报值函数模型,
利用DQN深度强化学习算法获取预测策略;所述将熔断器故障报警问题建模为一个马尔可夫决策过程模型,并定义其中的状态、动作以及立即奖赏函数包括:状态,熔断器的正常运行与熔断器的端电压以及两端电极温度有关,因此将端电压用U表示,将熔断器两端电极温度分别用T1和T2表示,t0时刻熔断器的状态数据为d0=[U0,T10,T20],t1时刻的状态数据为d1=[U1,T11,T21],t2时刻的状态数据为d2=[U2,T12,T22],t3时刻的状态数据为d3=[U3,T13,T23],以此类推,tn时刻的状态数据为dn=[Un,T1n,T2n],该模型中取m个时刻对应的状态数据作为一个状态,m大于等于3,可表示为:Si=[di,di+1…di+m‑1];
动作,用a表示,在此强化学习模型中,将前m个时刻的熔断器状态设为初始状态S0=[d0,d1,…dm‑1],预测熔断器的下一时刻的状态数据作为动作a;
立即奖赏函数,用r表示,当状态由第i次转移至第i+1次时,获得奖赏r,r通过以下公式获得:r=‑(0.6*|Ui+m’‑Ui+m|+0.2*|T1(i+m)’‑T1(i+m)|+0.2*|T2(i+m)’‑T2(i+m)|),其中,Ui+m’为预测的熔断器的端电压,Ui+m为Ui+m’对应的真实的端电压,T1(i+m)’为熔断器一端电极的预测温度,T1(i+m)为T1(i+m)’对应的真实的电极温度,T2(i+m)’为熔断器另一端电极的预测温度,T2(i+m)为T2(i+m)’对应的真实的电极温度;
所述利用DQN深度强化学习算法获取预测策略包括:
初始化记忆回放单元,容量是N,用于储存训练的样本;
用一个深度神经网络作为Q值网络,随机初始化权重参数ω;
将熔断器参数通过当前值网络,得到任意状态s下的Q(s,a)通过当前值网络计算出值函数后,使用∈‑greedy策略来选择动作a,每一次状态转移即做出动作记为一个时间步t,将每个时间步得到的数据存入回放记忆单元;
在Q值中采用均方差来定义目标函数也就是loss function:‑ 2
L(ω)=E[(r+γmaxa′Q(s′,a′;ω )‑Q(s,a;ω)) ];
从回放记忆单元中随机抽取一个(s,a,r,s’),将(s,a),s’,r分别传给当前值网络,目标值网络和L(ω),对L(ω)关于ω使用梯度下降法进行更新,得出预测值,DQN算法更新值函数的方式如下:‑
Q(s,a)←Q(s,a)+α[r+γmaxa’Q(s’,a’;ω )‑Q(s,a)];
s←s′;
a←a′;
其中,γ为折扣因子,根据实际收敛情况而定;
每N次迭代后更新目标值网络的参数为当前值网络的参数。
2.根据权利要求1所述的熔断器故障报警方法,其特征在于,所述建立回报值函数模型包括:设R(s,a)表示在状态s下采用动作a的回报值,值函数Q(s,a)是关于R(s,a)的期望,则Q(s,a)=E[R(s,a)]。
3.根据权利要求1所述的熔断器故障报警方法,其特征在于,所述将熔断器的预测状态数据与对应的真实状态数据进行比较包括:B=真实状态数据‑预测状态数据,B大于阈值,则报警。
4.根据权利要求1所述的熔断器故障报警方法,其特征在于,所述将熔断器的预测状态数据与对应的真实状态数据进行比较包括:B=(真实状态数据‑预测状态数据)/预测状态数据,B大于阈值,则报警。
5.一种熔断器故障报警系统,用于实现权利要求1至4中任意一项所述的熔断器故障报警方法,其特征在于,包括:数据采集单元,所述数据采集单元用于获取熔断器的状态数据,所述状态数据包括端电压以及熔断器两端的电极温度;
数据处理终端,所述数据处理终端与所述数据采集单元相连,所述数据处理终端用于建立预测模型,并将状态数据输入预测模型,对预测模型进行训练,利用预测模型输出熔断器的预测状态数据;
故障处理终端,所述故障处理终端分别与数据采集单元和数据处理终端相连,所述故障处理终端用于获取数据采集单元的熔断器的真实状态数据,以及获取数据处理终端的熔断器的预测状态数据,将熔断器的预测状态数据与对应的真实状态数据进行比较,利用比较结果进行故障报警。
6.根据权利要求5所述的熔断器故障报警系统,其特征在于,所述数据采集单元包括:电压数据采集器,所述电压数据采集器用于采集熔断器的端电压;
第一温度传感器,所述第一温度传感器用于采集熔断器一端电极的温度;
第二温度传感器,所述第二温度传感器用于采集熔断器另一端电极的温度。
7.根据权利要求6所述的熔断器故障报警系统,其特征在于,所述电压数据采集器、第一温度传感器和第二温度传感器分别通过A/D转换器与所述数据处理终端相连,所述数据处理终端与第一无线数据传输模块相连,所述第一无线数据传输模块与第二无线数据传输模块相连,所述第二无线数据传输模块与所述故障处理终端相连,所述A/D转换器还与数据存储器相连,所述数据存储器与所述第一无线数据传输模块相连。