特高压直流线路故障智能诊断方法、存储介质和电子设备与流程

本发明涉及特高压直流线路故障诊断，尤其涉及一种特高压直流线路故障智能诊断方法、存储介质和电子设备。

背景技术：

1、特高压直流输电线距离远且沿途环境复杂，导致线路故障发生较其他故障更为频繁。据统计，在特高压直流线路发生故障时，因故障诊断精度低会导致特高压直流线路保护不正确动作如误动或拒动时有发生，所以对特高压直流系统的正常运行造成了巨大的威胁。

2、目前，通常采用深度学习算法训练得到故障诊断模型，以对特高压直流线路发生故障进行诊断。但是，由于真实故障样本数量少，所以在少量真实故障样本的前提下，训练得到的故障诊断模型对特高压直流线路故障的诊断精度较低或者存在误诊断情况，从而导致保护动作不正确问题。因此，有必要提供一种少量真实故障样本的前提下，实现特高压直流线路故障高精度诊断的方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种特高压直流线路故障智能诊断方法，该方法能够在少量真实故障样本的前提下，实现特高压直流线路故障地高精度诊断。

2、本发明的第二个目的在于提供一种计算机可读存储介质。

3、本发明的第三个目的在于提供一种电子设备。

4、为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

5、一种特高压直流线路故障智能诊断方法，包括：

6、选取多种故障工况参数，并搭建特高压直流数字孪生仿真模型；

7、根据多种故障工况参数和所述特高压直流数字孪生仿真模型生成仿真故障样本集；

8、通过所述仿真故障样本集对待训练网络模型进行训练得到故障智能诊断模型；

9、获取真实故障样本集，对所述真实故障样本集进行扩容，并基于自适应迁移法采用扩容后的真实故障样本集对所述故障智能诊断模型进行微调；

10、获取特高压直流线路每次故障时的故障录波数据，并将所述故障录波数据输入至微调后的故障智能诊断模型，以便得到故障诊断结果。

11、优选的，多种故障工况参数包括线路接线方式、功率水平、电压等级、过渡电阻、故障持续时间和故障位置。

12、优选的，搭建特高压直流数字孪生仿真模型的步骤，包括：获取特高压直流换流站实际运行参数，并根据所述特高压直流换流站实际运行参数搭建特高压直流数字孪生仿真模型。

13、优选的，根据所述多种故障工况参数和所述特高压直流数字孪生仿真模型生成仿真故障样本集的步骤包括：

14、对于每一种故障工况参数在可变范围内取不同的值，并根据每一种故障工况参数的不同取值情况，按照排列组合方式对所有故障工况参数进行遍历，得到故障工况参数矩阵；

15、将所述故障工况参数矩阵中的每一行数据按批次依次输入所述特高压直流数字孪生仿真模型，得到与每一行数据对应的故障录波数据，其中，每一行数据对应一种故障工况；

16、将所有故障工况对应的故障录波数据作为样本输入数据，并将所述故障工况依据故障类型进行分类得到样本输出数据，所述样本输入数据和所述样本输出数据构成所述仿真故障样本集。

17、优选的，通过所述仿真故障样本集对待训练网络模型进行训练得到故障智能诊断模型的步骤包括：

18、设置所述仿真故障样本集的批处理数量和模型训练次数为定值，并将所述仿真故障样本集输入至所述待训练网络模型中，基于设定值进行训练和测试，直至所述待训练网络模型收敛，以得到所述故障智能诊断模型。

19、优选的，所述待训练网络模型为inceptionv3网络模型。

20、优选的，采用时间切片和添加噪声的时域变换方法对所述真实故障样本集进行扩容。

21、优选的，所述故障工况参数矩阵中的每一列数据为同一种故障工况参数在可变范围内取的不同数据。

22、为达到上述目的，本发明第二方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述所述的特高压直流线路故障智能诊断方法。

23、为达到上述目的，本发明第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述所述的特高压直流线路故障智能诊断方法。

24、本发明至少具有以下技术效果：

25、本发明通过选取多种故障工况参数，并搭建特高压直流数字孪生仿真模型，然后根据多种故障工况参数生成故障工况参数矩阵，再将故障工况参数矩阵中的每一行数据按批次依次输入至特高压直流数字孪生仿真模型中得到故障录波数据，从而生成仿真故障样本集，之后通过仿真故障样本集对待训练网络模型进行训练得到故障智能诊断模型，然后再获取真实故障样本集，并对真实故障样本集进行扩容，然后基于自适应迁移法采用扩容后的真实故障样本集对故障智能诊断模型进行微调，以便通过微调后的故障智能诊断模型对特高压直流线路每次故障时的故障录波数据进行识别，以精准分类得到故障类型，从而可在少量真实故障样本的前提下，实现特高压直流线路故障地高精度诊断，并具有很高的鲁棒性和泛化性。

26、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种特高压直流线路故障智能诊断方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的特高压直流线路故障智能诊断方法，其特征在于，多种故障工况参数包括线路接线方式、功率水平、电压等级、过渡电阻、故障持续时间和故障位置。

3.如权利要求1所述的特高压直流线路故障智能诊断方法，其特征在于，搭建特高压直流数字孪生仿真模型的步骤，包括：获取特高压直流换流站实际运行参数，并根据所述特高压直流换流站实际运行参数搭建特高压直流数字孪生仿真模型。

4.如权利要求1所述的特高压直流线路故障智能诊断方法，其特征在于，根据所述多种故障工况参数和所述特高压直流数字孪生仿真模型生成仿真故障样本集的步骤包括：

5.如权利要求1所述的特高压直流线路故障智能诊断方法，其特征在于，通过所述仿真故障样本集对待训练网络模型进行训练得到故障智能诊断模型的步骤包括：

6.如权利要求5中所述的特高压直流线路故障智能诊断方法，其特征在于，所述待训练网络模型为inceptionv3网络模型。

7.如权利要求1所述的特高压直流线路故障智能诊断方法，其特征在于，采用时间切片和添加噪声的时域变换方法对所述真实故障样本集进行扩容。

8.如权利要求4所述的特高压直流线路故障智能诊断方法，其特征在于，所述故障工况参数矩阵中的每一列数据为同一种故障工况参数在可变范围内取的不同数据。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8中任一项所述的特高压直流线路故障智能诊断方法。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-8中任一项所述的特高压直流线路故障智能诊断方法。

技术总结
本发明公开了一种特高压直流线路故障智能诊断方法、存储介质和电子设备。该方法包括选取多种故障工况参数，并搭建特高压直流数字孪生仿真模型；根据多种故障工况参数和特高压直流数字孪生仿真模型生成仿真故障样本集；通过仿真故障样本集对待训练网络模型进行训练得到故障智能诊断模型；获取真实故障样本集，对真实故障样本集进行扩容，并基于自适应迁移法采用扩容后的真实故障样本集对故障智能诊断模型进行微调；获取特高压直流线路每次故障时的故障录波数据，并将故障录波数据输入至微调后的故障智能诊断模型，以便得到故障诊断结果。本发明能够在少量真实故障样本的前提下，实现特高压直流线路故障地高精度诊断，并具有很高的鲁棒性和泛化性。

技术研发人员：徐玲铃,李凤祁,张国华,孙瑾,刘孝辉,龚庆武,乔卉,刘栋,张豪杰
受保护的技术使用者：国家电网有限公司直流技术中心
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8