基于CNN-LSTM的输电线路故障诊断方法研究

电缆作为输电线路重要一环,其运行状态对电力系统影响重大,当电缆结构发生异常时,由于电力电缆敷设环境较为复杂,难以对不均匀结构的电缆进行详细分析。该文以数据驱动的信息融合处理技术为基础,提出了一种基于卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）和长短期记忆网络（long short term memory,LSTM）混合模型的电力电缆故障诊断方法,将CNN强大的局部特征提取能力和LSTM处理长序列的方法相结合,有效解决了因电缆参数变化致使原始数据多源性和异构性的问题。使用CNN-LSTM(convolutional neural network-long short term memory)对9种不同类型的电缆状态进行分类,平均识别率为95.9%。所提方法与传统的反向传播神经网络（back propagation neuralnetwork,BPNN）、LSTM等方式进行对比,结果表明,提出的电缆故障诊断方法的检测效果优于传统方法,具有更高的可靠性和稳定性。     

基于有限元方法的电缆变压器绕组的热路模型研究

对一个电缆变压器的绕组,通过求解有限元方程,得到其温度场和热气流场的分布。在此基础上,建立其分布参数的热路模型。利用该模型经修正后求解了不同负载条件下绕组的温度分布,并将有限元法计算值和实测值进行了比较,证明了模型的正确性。这种方法为研究该类变压器的温度特性提供了方便。     

基于等效热路和有限元分析的GIS温升研究

针对长期运行在大电流下的开关设备,其温升的考虑及试验是产品开发过程中的关键环节之一.由于GIS产品零部件多、空间结构复杂,理论计算无法体现温度分布,而有限元分析中,结合气流场的多物理场耦合计算,注重定性的理论分析,其涉及参数多,流体域分析占用资源大、计算不收敛等导致仿真结果不确定性大.文中以GIS中主要的发热设备母线及...     

基于有限元法的电缆变压器绕组的暂态热路模型研究

对一个电缆变压器的绕组 ,通过求解有限元方程 ,得到其稳态条件下温度场和流场的分布。在此基础上 ,建立绕组以单匝电缆为单位的暂态热路模型 ,利用该模型可求解暂态条件下绕组各处的温升变化。这种方法为研究该类变压器的温度特性提供了方便     

XLPE电缆线芯温度计算方法研究

为实时掌握交联聚乙烯(XLPE)配电电缆的运行状态及其载流量,对电缆线芯温度的计算方法进行了研究。针对配电电缆敷设距离较短的特点建立了单芯电缆集中参数稳态等效热路模型,并推导出线芯温度计算公式,通过实验验证了计算方法的有效性,同时对考虑暂态过程的电缆线芯温度计算方法进行了讨论,为电缆运行状态的在线监测提供参考。     

XLPE电缆线芯温度计算方法研究

为实时掌握交联聚乙烯(XLPE)配电电缆的运行状态及其载流量,对电缆线芯温度的计算方法进行了研究。针对配电电缆敷设距离较短的特点建立了单芯电缆集中参数稳态等效热路模型,并推导出线芯温度计算公式,通过实验验证了计算方法的有效性,同时对考虑暂态过程的电缆线芯温度计算方法进行了讨论,为电缆运行状态的在线监测提供了参考。     

高压碳纤维复合芯导线输电线路热过载运行的风险评估方法

在负荷紧张或紧急调度等情况下,高压输电线路的输电容量易被过度提升,造成导线热过载运行风险。然而,当前钢芯铝绞线输电线路热过载风险评估方法不能直接用于碳纤维复合芯导线(ACCC)输电线路,因此无法充分挖掘该类倍容量导线的输电能力,同时也降低了线路的投资回报率,限制了ACCC输电技术的发展。为此,文中提出了一种高压ACCC输电线路热过载运行的风险评估方法。该方法首先通过热平衡原理和热电类比理论建立ACCC热路模型,并依据离线实验及多目标优化方法辨识模型参数;之后,通过线路在线测量数据,结合马尔可夫链方法对环境热阻序列进行随机模拟,并以此获得不同电流等级下的导线超温概率,进而实现导线过载风险的在线评估。以国产ACCC为对象,相关实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于优化包覆层结构的高压单芯电缆暂态热路建模方法

为准确计算高压单芯电缆线芯温度,提出将电缆中的绕包层、气隙层、皱纹铝护套层合并为包覆层进行优化热路建模的方法.首先对电缆实际结构进行分析,指出常规热路建模中电缆同心结构的不合理性,将包覆层分为3层建模引入的误差较大,会降低计算精度;然后提出将3层复杂结构统一化的优化建模方法,其中的热容热阻参数通过实验的方法获取;最后通...     

基于暂态热路模型及反演算法的电缆接头导体温度监测

对电缆接头温度进行实时监测对于预防电缆接头的热致事故是十分重要的,但传统的基于精确热网络模型的温度反演算法实现难度非常大。建立了计入电缆接头分布式热容的暂态热路模型,并据此推导出电缆接头导体温度反演算法。同时,利用仿真软件模拟各种负荷状态下电缆接头温度的变化,为电缆接头温度反演算法的研究提供技术手段。通过实验室模拟,证实了所提出的监测方法的有效性。     

高压直流电缆接头稳态温度场分布及其影响因素

温度是反映电缆中间接头运行状态的重要参数。与交流不同,高压直流电缆中间接头绝缘层温度的变化影响着电场分布和空间电荷的积累,因此不仅要关注接头线芯的温度,更要研究绝缘层温度和绝缘层内外表面温差的变化。建立了高压直流XLPE绝缘电缆中间接头的简化模型,利用有限元软件进行仿真,得到了接头绝缘层稳态温度分布,并研究了不同线芯电流和电缆接头外表面温度分别对接头导线芯温度、XLPE主绝缘和硅橡胶（SIR）增强绝缘层温度分布以及绝缘层内外表面温差的影响。结果表明：直流高压下,线芯电流对三者影响较为显著;接头外表面温度对接头导线芯最高温度、绝缘层最高温度和绝缘层温度分布有影响,而对绝缘层内外表面温差的影响可忽略不计。     

基于并联CNN-LSTM的弱受端直流输电系统故障诊断

现有的故障诊断手段面对复杂电网时,难以精确提取故障特征,急需适应性强、识别率高的故障诊断方法。鉴于此,提出一种基于压缩感知与并联卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网络(LSTM)结合的电网故障诊断方法。搭建永富直流输电系统模型采集原始故障数据,原始故障数据应用压缩感知原理进行压缩采样,获得压缩域故障信号,以提高网络的计算效率。然后搭建了麻雀搜索算法（SSA）优化的并联CNN-LSTM深度学习模型。通过SSA确定并联CNN-LSTM的网络结构及参数,利用并联CNN-LSTM深度学习模型直接在故障的压缩域挖掘故障波形特征和时序特征,并对故障进行识别。仿真结果表明该模型相较于传统方法具有更高的故障诊断精度。     

基于三迭代算法的输电线路故障测距方法

提出了一种基于改进的联合对角化算法的故障测距方法,能较为精确地确定输电线路故障距离。该方法首先对含有丰富故障信息的高频暂态分量进行相模变换,然后分别用FFT和TIA分析所选的模分量,结合两种算法的结果,确定出相邻两个固有频率之差,进而计算出故障距离。用MATLAB对-例500kV输电系统进行了算例仿真,结果表明,该方法能较为准确地提取出固有频率之差,测距精度很高。     

基于决策树的输电线路覆冰故障诊断分析

输电线路作为电网薄弱环节之一,其安全稳定运行直接关系到电网的运行状态。目前,覆冰已成为威胁线路安全运行的重要因素。为了提高覆冰故障分析效率,研究其故障诊断模型显得愈发重要。文中通过某网省公司近5年输电线路覆冰跳闸数据,分析其发生规律,结合气象及微地形条件对覆冰故障的影响,构建基于决策树的线路覆冰故障诊断模型,梳理关键诊断变量因子及权重系数,提出疑似故障概率计算方法。最后结合诊断模型,对实际运行故障案例进行分析和计算,通过人工干预及现场排查确认覆冰故障类型,为输电线路故障诊断和故障排查奠定了良好的基础。     

电网故障诊断新方法的研究

准确、快速地故障诊断及事故后恢复对缩短停电时间、提高供电可靠性有重要意义。文章提出了基于正反向推理的电网故障诊断新方法，它利用来自SCADA系统的开关和保护动作信息，经过正反向推理，就可找到若干条最有可能故障的线路，并按照故障可能性大小将线路排序，而且计算简单，实现方便。仿真计算结果证实了方法的有效性。     

基于CMFB的高压输电线路故障诊断研究

高压输电线路发生故障后产生的暂态电流是一个包含故障信息的宽带信号.为了提取故障信息,先用平行结构的多速率滤波器组,将故障暂态电流信号并行分割为M个窄带信号,然后算出各窄带分量的能量.根据不同频带能量的比值,提出一种基于余弦调制滤波器组(CMFB)的暂态保护判据,进而提出一种故障诊断方案.此外,还对高压输电线路在不同时刻和位置的故障情况进行了仿真,仿真结果表明该诊断方案可行,而且由于对暂态电流信号的不同频带分量并行同步处理,因而实时性好.     

基于红外图像识别的输电线路故障诊断

红外图像中输电线路故障的准确识别一直是困扰检测人员的难题。本文借助红外成像仪获取输电线路温升变化图像,从分析输电线路红外图像的特征入手,通过比较各颜色空间的优缺点,应用HSI颜色空间转换获得图像边缘信息,借助中值滤波保持边缘信息的优势,利用改进的中值滤波排除干扰,采用梯度法提取其中的温度最高区域,从而迅速准确地诊断输电线路温升故障。以输电线路的红外图像为例,验证了HSI空间梯度法识别温度最高区域的可行性和有效性。     

基于GRU神经网络的送电线路故障在线检测方法

为防止因输电线路故障导致事故影响的范围进一步扩大,提出一种基于改进的长短期记忆网络GRU对电力系统中输电线路的故障在线识别的方法。采用固定时间窗口移位标记的方法对故障起始时刻附近数据编码,搭建故障起始时刻判别逻辑;再根据返回的起始时刻对故障清除前的节点运行数据映射故障位置及类型。最后在PSCAD/EMTDC中以新英格兰10机39节点为例利用python API接口实现联合仿真。结果表明该方法能够快速准确地识别故障,模型准确率在98.91%以上,可为后续动作和故障分析提供依据。     

用HCM聚类算法RBF网络诊断输电线路故障

在分析高压输电线路故障诊断方法的基础上,利用径向基函数(RBF)网络适于求解模式识别问题的优势,建造了基于RBF网络的高压输电线路故障诊断模型结构,来实现高压输电线路的故障诊断。同时采用基于优化原理的HCM算法实现聚类过程,来确定RBF网络的隐含层节点数,使网络的利用效率较高。仿真分析及容错性测试结果表明,该法能有效地实现高压输电线路系统的故障诊断,且在网络的训练速度及对畸变输入信息的容错能力方面都优于传统的BP神经网络(BPNN),对实时信息处理系统有一定适用性。     

基于多重分形谱的高压直流输电线路区内外故障识别方法

对高压直流输电线路区内、区外故障进行仿真计算和分析发现:由直流输电线路平波电抗器和直流滤波器构成的物理实体边界对高频分量具有很强衰减作用,使得区外接地故障的直流输电线路两端量测的故障线模电压短窗时域波形极为平滑,即高频含量低,而区内接地故障的线路两端量测的故障线模电压短窗时域波形的高频含量高。利用短时窗内线路单侧故障电压计算每次分割形成的多重分形集上各个子集的质量分布概率分布的不均匀程度,区外故障时小于1,区内故障时远大于1。据此,提出了以多重分形谱中质量分布概率分布的不均匀程度作为区内外故障甄别算法。大量的PSCAD数字试验表明,该算法可靠有效,耐受高阻能力强。     

基于图像的高压输电线间隔棒故障诊断方法

利用无人机巡检高压输电线路故障,可以解决传统人工观测故障巡检方式的成本高、效率低等问题。为此,提出了一种基于可见光图像识别间隔棒框架断裂故障的方法。首先利用图像匹配和形态学运算从图像中提取出间隔棒,校正透视畸变后进行骨架提取,最后用加权的不变矩值进行形状度量,并根据最小风险原则设计了分类方法。对32幅间隔棒图像(其中故障图像10张)进行了计算,数据显示,2类图像的相关值具有良好的区分度,应用该方法能识别出所有故障图片。结果表明,提出的方法可有效对框架断裂故障间隔棒进行检测。