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专利号: 2021114326707
申请人: 郑定坤
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种模块化多电平换流器型高压直流输电故障诊断方法,其特征在于包括:

S1建立基于PSCAD/EMTDC的四终端MMC‑HVDC电磁暂态模型;

S2设置换流站传感器,所述传感器收集正负电压和正负电流的四个电气量;

S3设置故障数据集,故障数据集数据分布在(0,1)之间,所述故障数据集数据来自传感器;

S4建立基于Bi‑GRU的深度学习模型,模型包括输入层、隐藏层、输出层和训练网络,所述输入层是模型的底部,将收集的故障数据集采用批量处理技术进行规范化、标记化和批量处理,分批处理行波数据后,表示为[x1,x2,x3...xn]"n"为序列长度,所述隐藏层是模型的中间部分,是特征提取的主要部分,在每一步中,多个Bi‑GRU层被堆叠并用于输入序列的[x1,x2,x3...xn]特征提取,作为一个封闭的双向网络,多层Bi‑GRU将对未来信息和历史信息预测权重,隐藏层的输出序列表示为[y1,y2,y3...yα],输出形状被重组为[批次序列大小、步数大小、尺寸],所述输出层是模型的顶部组件,它根据隐藏层的提取特征输出确定输入序列中每个元素的类型,隐藏层的输出是三维张量,而完整连接层的输入需要是二维张量,输出在发送到完整连接层之前需要进行成形,因此,[y1,y2,y3...yα]从[批次大小、步数大小、GRU神经元数量]到[批次大小×步大小、GRU神经元数量]进行重塑,完全连接的层输出[o1,o2,o3...oβ],其形状是[批次大小×步大小,完全连接的神经元的数量],最后,外层直接[o1,o2,o3...oβ]发送到softmax层;

输入与输出对应的标签是一个离散值,由于离散值与不确定区间的产值之间的误差难以测量,通过softmax运算解决,softmax回归与线性回归相同,将输入特征与权重做线性叠加的,通过下式将输出值变换成值为正且和为一的概率分布:softmax层的形状输出为[Batch_size、步骤、故障类型和位置],Softmax的总输出为1,输出值被视为预测故障类型和位置的概率;

训练上述模型是通过时间展开模型,然后使用反向传播通过时间策略,softmax输出是根据上述网络获得的,误差参数是通过反向推进计算的,模型参数的梯度根据误差参数计算,损失函数选择交叉熵和亚当算法作为优化方法;

交叉熵损失函数如下公式所示:

Θ和n表示培训数据集中的模型参数和样本数。

2.根据权利要求1所述的一种模块化多电平换流器型高压直流输电故障诊断方法,其特征在于,所述传感器用于收集故障的时间序列电气数据并设置故障数据集。

3.根据权利要求1所述的一种模块化多电平换流器型高压直流输电故障诊断方法,其特征在于,所述GRU为三层堆叠,神经元数量256。