基于SE-CNN模型的窃电检测方法研究

针对传统电网现有窃电检测仅用单一电量且实际数据集下检测准确度低的问题,提出一种基于通道注意力网络改进卷积神经网络模型的窃电行为检测方法。首先建立一种包含用电量趋势、线损增长率、终端告警多源数据融合的窃电评价指标体系,以此构建用户用电特征集。然后,基于通道注意力挤压激励网络(squeeze and excitation networks, SENet)优化卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)模型,据此构建自适应通道注意力网络改进卷积神经网络模型的窃电检测方法。最后,利用南方电网数据集对提出方法的有效性与准确性进行验证。实测结果表明,所提方法能有效实现实际电网情况下各类窃电行为准确检测,建立的评价指标体系可更明显表征窃电行为规律。构建的窃电检测模型可自适应对特征通道重要程度调整,提升通道利用率。相比现有检测方法,其具有更高准确度和更优泛化性能。     

一种基于CAEs-LSTM融合模型的窃电检测方法

为解决现有的智能电网电力盗窃行为检测方法中准确性不足、检测效率低下等问题,提出了一种由卷积自编码器网络(convolutional auto-encoders,?CAEs)和长短期记忆网络(long short term memory,?LSTM)相结合的CAEs-LSTM检测模型。该模型通过分析数据集的特点对电力数据进行二维转换,设计卷积自编码器结构,采用池化、下采样和上采样重构电力数据的二维空间特征,加入高斯噪声提高模型鲁棒性,并构建长短期记忆网络以学习全局时序特征。最后,对提取的时空特征进行融合从而检测能源窃贼,并进行了参数调优。在由国家电网公布的真实数据集上,通过将CAEs-LSTM模型与支持向量机、LSTM以及宽深度卷积神经网络进行对比,CAEs-LSTM模型的平均精度均值和曲线下面积值均最优。仿真实验表明,基于CAEs-LSTM模型的窃电检测方法具有更高的窃电检测效率和精度。     

基于AGNN-GBDT的链上欺诈账户检测模型

针对虚拟数字货币的市场逐渐升温，大量非法交易和行为难以追踪溯源的问题，提出了基于BGNN的链上欺诈账户检测模型——AGNN-GBDT。通过分析真实账户交易数据和以太坊官方提供的欺诈账户数据的特点，使用GReaT进行数据增强，并在GNN网络中设计了基于节点通道和语义通道的双通道注意力机制来学习节点自身和图网络结构的特征信息，同时保留GBDT处理异质特征数据优势，引入SHAP值来判断特征的重要性。实验结果表明，该模型在准确率上达到84.2%,F1-score为84.2%,其实验效率和结果相较于以前学者提出的模型方法都有一定程度的提升，能够较为准确地识别链上的欺诈账户，对于改善区块链的交易环境有积极作用。     

基于注意力特征融合YOLOv5模型的无人机输电线路航拍图像金具检测方法

无人机采集输电线路航拍图像由于其特殊性,往往背景复杂多变,检测目标存在尺度不一及部分遮挡等问题容易造成检测过程中误检、漏检。本文从特征融合角度出发,提出基于注意力特征融合YOLOv5模型的输电线路金具检测方法。首先,在主干提取网络中引入了具有自注意力机制的AFF-Transformer模块更好的捕获全局信息和上下文信息,提高主干网络特征提取能力。其次,通过在特征融合过程中使用通道空间注意力避免了关键信息丢失。最后,利用双向加权特征融合机制使得模型更有效的将浅层特征和深层特征进行融合,以上改进有效缓解了金具在密集状态下的误检、漏检等问题。通过在自建输电线路金具数据集上进行实验,结果表明：本文提出的方法在原YOLOv5模型的基础上准确率提升了2.7%,模型召回率提高了1.5%,针对于小目标,以及漏检、误检等问题有了较好的改善。     

基于生成式对抗网络的窃电检测数据生成方法EI北大核心CSCD

日益增长的用户侧用电数据为基于数据驱动的窃电检测方法奠定了基础,然而窃电检测数据固有的不平衡性质会影响该类方法的性能。针对窃电检测的数据不平衡问题,提出一种基于Wasserstein生成对抗网络(wasserstein generative adversarialnetwork,WGAN)的窃电样本过采样方法,通过WGAN生成器与判别器的对抗训练,神经网络能够学习到窃电负荷序列难以显式建模的时间相关性,生成与真实窃电样本具有相近分布的合成样本。采用WGAN训练期间生成的多组窃电样本对原始窃电样本进行增强,使用卷积神经网络在多组增强训练集上进行训练,选择在验证集上取得最高AUC值的增强训练集,最后在其上训练分类器实现窃电检测。所提方法在某电力公司提供的真实数据上进行了实验测试,结果表明相比于随机过采样、SMOTE和ADASYN等方法在检出率、误检率、F1测度以及AUC评价指标上有明显提升。     

基于模糊聚类的异常用电行为识别研究

窃电等异常用电行为的识别是用电检查的重点和难点。由于数据采集问题,以往研究大多专注于大客户窃电行为方面,对居民窃电行为的研究相对较为薄弱。针对小用户级别的窃电等窃电监测问题,提出一种基于聚类的异常用电行为识别方法。该方案首先从智能电表收集的数据中提取用电特征,然后使用模糊聚类分析数据结构,提取出正常用户的行为特征。在真实数据集上的实验结果表明了该方法的有效性。     

基于用电信息采集大数据的防窃电方法研究

本文介绍了常见的窃电方法及其特征,研究给出了窃电相关的特征参量,建立了用电信息采集系统各种数据、各类异常事件与窃电行为之间的关联关系,设计了基于用电信息采集大数据的防窃电结构化模型,包括数据预处理、用电异常检测模型和窃电嫌疑预测模型三部分。通过现场采集的数据,证明了该结构化防窃电模型的有效性,为解决大数据条件下的窃电行为监控问题提供有效方法。     

基于堆叠去相关自编码器和支持向量机的窃电检测

已有窃电检测模型的准确率尚无法满足应用需求,是因其均将建模重点放在了分类算法的选择或改进上,而相对地忽视了特征提取过程。因此,提出一种基于深度学习的特征提取方法,即堆叠去相关自编码器。得益于深层结构和高度非线性,其能够从用户用电数据中提取到高度抽象和简明的特征。随后支持向量机将这些特征映射到指示是否窃电的标签。基于真实数据的算例测试,验证了所提窃电检测模型具有较高的检出率和较低的虚警率,同时也验证了堆叠去相关自编码器能够提取到有效的特征。     

基于感受野增强与并行坐标注意力的航拍小目标检测

针对航拍图像小目标占比多、背景复杂、存在检测精度低的问题。提出一种基于感受野增强与并行坐标注意力的航拍小目标检测算法，设计一种感受野增强模块，使用不同大小的空洞卷积扩大感受野范围并融合有效通道注意力机制来提高网络的特征提取能力；改进特征融合结构来提高算法对小目标的检测能力；设计一种并行坐标注意力模块用以提高航拍密集小目标检测以及抗背景干扰能力。采用不同输入分辨率在VisDrone数据集上进行实验，实验结果表明，所提算法的mAP0.5相较于YOLOv5算法提高了5.4%,mAP0.5:0.95提高了4.2%,在输入分辨率1 536×1 536下的mAP0.5可达54.9%,可以实现较好的小目标检测效果。     

基于实值深度置信网络的用户侧窃电行为检测

用户侧窃电行为造成的非技术性损失对电网企业危害重大,不仅会影响电力系统的供电质量,还会增加电网的运营成本。为了辅助电网公司提高用电稽查效率、管理用户规范化用电,提出了基于实值深度置信网络的用户侧窃电行为检测模型。实值深度置信网络具有提取抽象特征的功能,并通过前馈神经网络微调后可实现较高分类精度。为了优化实值深度置信网络因随机初始化产生的局部最优化问题,该模型通过萤火虫算法对网络参数全局寻优。针对用户窃电行为检测,该模型利用因子分析进行数据降维,利用随机欠采样和套索算法应对数据不平衡问题,并利用ROC(receiver operatingcharacteristiccurve)曲线选取该模型的检测阈值。最后仿真实验验证了所提出模型的有效性和精确性。     

基于特征提取的面向边缘数据中心的窃电监测

随着电网信息物理系统的发展,一部分数据处理功能逐渐下沉到靠近终端用户的边缘层。为了给后续分析提供可靠的数据源,及时发现异常用电行为,窃电监测是边缘数据中心重要功能之一。文中提出一种针对边缘数据中心的窃电监测方法,该方法利用深度卷积生成对抗网络(DCGAN)鉴别器提取得到的特征,在边缘数据中心对二范数线性支持向量机(L2SVM)进行训练。实验结果证实,DCGAN具有较好的收敛性能,鉴别器提取得到的正常与窃电行为用电特征具有明显划分,且比基于主成分分析(PCA)特征提取方法更加有效,此外,与基于径向基核函数的支持向量机(SVM)反窃电方法相比,所提方法准确度更好且计算复杂度低,适合边缘数据中心部署。     

基于SDAE和双模型联合训练的低压用户窃电检测方法

用户窃电行为是电网企业运营管理的痛点,基于数据驱动的低压用户窃电检测是当前的重要发展方向.由于窃电数据集具有自身高维度且样本不平衡的特点,对窃电检测模型的拟合能力和泛化能力要求极高.为此,文章利用堆栈降噪自编码器对低压用户日用电量数据进行特征提取,通过挖掘数据的深层特征减少窃电产生的极端数据对检测模型的影响;进而提出逻辑回归与深度神经网络联合训练模型进行低压用户窃电检测,将逻辑回归模型的记忆能力与深度神经网络模型的泛化能力相结合,进一步提升窃电检测的精度.通过实际电网数据的实验仿真,从AUC值、准确率和召回值三个评价指标验证了所提出方法相对于传统机器学习算法具有明显的性能优势.     

一种基于SMOTE和XGBoost的窃电检测方案

用户侧窃电行为造成的非技术损失不仅增加了电网的运营成本,还会干扰电力系统稳态。现有的检测方案忽略了用电数据的时序性及正负样本 分布不均、维度高的问题,这将极大地影响检测的准确率。因此,提出了一种基于SMOTE和XGBoost的窃电检测方案。针对电力数据的时序性和类不平 衡的特点,利用SMOTE算法进行过采样解决了数据不平衡的问题,并构造时序特征挖掘用户用电模式;再使用XGBoost执行用电数据的特征提取和分类 过程。实验表明,通过SMOTE算法可以提高不平衡数据分类的有效性,对比于传统的检测模型,XGBoost算法在窃电检测场景的多项评价指标下均取得 了更好的效果,其中准确率提升至92.45%。     

基于多尺度特征增强DHTCN的电力系统短期负荷预测研究

为充分挖掘蕴含在电力负荷数据中的多尺度时序信息,提升短期电力负荷预测精度,提出了一种多尺度特征增强的改进时间卷积神经网络(improved temporal convolutional network with multi-scale feature enhancement, ECA-MS-DHTCN)模型。首先,使用4种不同尺寸卷积核的因果卷积提取负荷数据特征,并在特征提取层中嵌入高效通道注意力(efficient channel attention network, ECA)模块实现不降维的局部跨通道交互,得到带有通道注意力的多尺度负荷特征。然后,利用双混合扩张卷积层改进基本时间卷积神经网络(temporal convolutional network, TCN)残差块结构,克服TCN模型中扩张卷积结构存在的信息不连续及远距离信息不相关问题,兼顾负荷特征浅层细节及深层联系。最后,将ECA优化的多尺度特征提取层与改进TCN模型结合搭建ECA-MS-DHTCN负荷预测框架,完成短期负荷预测任务。经实际电网负荷数据仿真,结果表明所提出的ECA-MS-DHTCN模型可以在保持较快训练速度的同时有效地提高预测精度。     

基于Bagging异质集成学习的窃电检测

针对传统窃电检测中单一分类方法的不足,提出一种基于Bagging异质集成学习的窃电检测方法.考虑不同个体学习器在数据集上的表现以及各学习器之间的多样性,构建多种个体学习器嵌入的Bagging异质集成学习的窃电检测模型,模型的个体学习器包含k最近邻、误差反向传播神经网络、梯度提升树和随机森林,通过引入改进加权投票策略将其输出进行结合.使用爱尔兰智能电表数据集对算法有效性进行验证.结果表明,与传统单一学习器和同质集成学习检测相比,基于Bagging异质集成学习的窃电检测方法的准确率、命中率、误检率等检测指标更好,灵敏性分析验证了基于Bagging异质集成学习的窃电检测方法的有效性.     

基于改进YOLOv5的输电线路鸟巢检测方法研究

输电线路上的鸟巢会对电力设备的安全运行构成威胁,甚至影响整个电力系统的稳定性。针对复杂场景下输电线路鸟巢检测方法适用性较差的问题,提出一种基于改进YOLOv5的输电线路鸟巢检测方法。该方法结合通道注意机制和空间注意机制设计特征平衡网络,以通道权值和空间权值作为引导,实现检测网络不同层次特征之间语义信息和空间信息的平衡。同时,为了避免因网络层数增加导致特征信息不断被弱化的问题,设计特征增强模块以捕获与鸟巢相关的通道关系和位置信息。最后,利用输电线路无人机巡检图像建立鸟巢数据集进行训练和测试。实验结果表明,所提出的输电线路鸟巢检测方法具有较强的泛化能力和适用性,同时也为电力图像缺陷检测提供技术参考。     

宽卷积局部特征扩展的 Transformer 网络故障诊断模型

视觉Transformer网络的高精度诊断性能依赖于充分的训练数据,利用卷积网络在提取局部特征上的优势,构造能同时描述故障局部和全局特征的提取层,提高诊断模型的抗噪声干扰能力。首先,引入卷积网络模块将原始振动信号转换为Transformer网络可以直接接收的特征向量,提取故障局部特征,并通过增加卷积网络的感受野。然后,结合Transformer网络多头自注意力机制生成的全局信息,构建能同时描述故障局部和全局特征的特征向量。最后,在Transformer网络的预测层,利用高效通道注意力机制对特征向量的贡献度进行自动筛选。在西储大学(CWRU)轴承数据集上的故障诊断结果表明,在信噪比-4 dB的噪声干扰下,改进后的Transformer网络轴承故障诊断模型的准确率达90.21%,与原始Transformer模型相比,准确率提高了13.2%,在噪声环境下表现出优异的诊断性能。     

基于时空关联矩阵的配电台区反窃电预警方法

针对配电台区窃电用户难发现、窃电量预估不准确的问题,提出了一种基于时空关联矩阵的配电台区反窃电预警方法。首先,构建配电台区数据清洗方法,采用线性插值算法对低压户表采集的缺失数据进行补正,以消除配电台区量测数据缺失对模型的影响。其次,构建配电台区窃电分析算法,通过台区线损波动率、线损与电流差异曲线的变点时间进行关联分析,从而判断台区是否存在窃电行为。再次,构建窃电用户的时空关联分析模型,通过变点、离群点和关联检测分析窃电嫌疑用户的时空分布特征,并计及用户窃电时间和用电容量等特性,提供预估窃电量。最后,通过实例验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于重加权策略平衡损失与LSTM的窃电行为检测研究

窃电行为是导致电能损失与电力企业经济效益降低的重要原因。针对窃电问题,提出了一种基于有效数量加权策略的损失函数,改善数据集分布不均衡导致训练模型泛化性能下降的问题;基于该策略,设计了基于长短期神经网络的时间序列分类模型,用于用户日用电量的窃电行为检测任务;采用用户日用电量真实数据进行实验测试,结果表明基于有效数量的加权策略可一定程度解决数据集不平衡导致的模型泛化性下降问题。与现有方法相比,所提方法在精确度上有所提高,对窃电行为检测具有有效性与可行性。