本發(fā)明的實施例屬于發(fā)電機(jī)故障，具體涉及一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、發(fā)電機(jī)定子單相接地故障是發(fā)電機(jī)運行過程中頻發(fā)的故障類型，且極易演變?yōu)楦鼮閲?yán)重的匝間或相間短路故障。隨著發(fā)電機(jī)組容量的增加，定子繞組對地電容不斷增大，一旦發(fā)生接地故障，對發(fā)電機(jī)的危害愈加嚴(yán)重。此外，除了發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障，一系列外部因素也可能導(dǎo)致定子接地保護(hù)動作，比如發(fā)電機(jī)機(jī)端連接的電壓互感器匝間短路、勵磁變導(dǎo)線斷裂、封閉母線受潮以及主變壓器故障等。

2、目前，發(fā)電機(jī)組普遍采用基波零序電壓保護(hù)、三次諧波電壓保護(hù)和注入式定子單相接地保護(hù)等，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)接地故障的隔離，但無法準(zhǔn)確定位故障位置。對于大型發(fā)電機(jī)組，故障后的停機(jī)檢修程序復(fù)雜，將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的實施例旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的實施例提供一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法，其特征在于，所述定位方法包括：

3、基于pscad/emtdc構(gòu)建發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型；

4、設(shè)置所述發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型的故障點的過渡電阻，并形成訓(xùn)練集和測試集；

5、構(gòu)建mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，所述mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：mlp故障定位模型、mlp過渡電阻計算模型和mlp故障分支判別模型；

6、根據(jù)故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集訓(xùn)練mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并尋找mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的最優(yōu)超參數(shù)組合，并對mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行評估，根據(jù)故障數(shù)據(jù)的測試集驗證mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

7、將故障時的新數(shù)據(jù)輸入到mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸出故障位置、過渡電阻和故障分支。

8、在本發(fā)明的一些實施例中，所述基于pscad/emtdc構(gòu)建發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型，并根據(jù)發(fā)電機(jī)的參數(shù)設(shè)置發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型的參數(shù)后，還包括：

9、選取所述發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型中定子繞組每相的故障點；

10、設(shè)置所述發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型中定子繞組每相的電勢。

11、在本發(fā)明的一些實施例中，所述選取所述發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型中定子繞組每相的故障點，具體包括：

12、將發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型的定子繞組每相劃分為兩個分支，將每個分支劃分為n個基本單元電路；

13、根據(jù)定子繞組每相的2n個基本單元電路，設(shè)置每相的2n-1個故障點。

14、在本發(fā)明的一些實施例中，所述設(shè)置所述發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型的故障點的過渡電阻，并形成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測試集，具體包括：

15、選取全部故障點，在100～1000ω之間等間隔選取過渡電阻，生成全部故障點的故障數(shù)據(jù)，并形成訓(xùn)練集；

16、選取部分故障點，在100～1000ω之間等間隔選取過渡電阻，生成部分故障點的故障數(shù)據(jù)，并形成測試集。

17、在本發(fā)明的一些實施例中，構(gòu)建mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，所述mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：mlp故障定位模型、mlp過渡電阻計算模型和mlp故障分支判別模型，具體包括：

18、構(gòu)建mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層、隱藏層和輸出層；

19、將故障數(shù)據(jù)的基波零序電壓幅值和零序電壓與單相電勢相位差作為每個模型的輸入層，將故障位置作為mlp故障定位模型的輸出層，將過渡電阻的阻值作為mlp過渡電阻計算模型的輸出層，將故障分支作為mlp故障分支判別模型的輸出層。

20、本發(fā)明第二方面提出了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位系統(tǒng)，所述基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位系統(tǒng)用于執(zhí)行根據(jù)上述任一實施例所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法，所述基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位系統(tǒng)包括：

21、模型構(gòu)建模塊：所述模型構(gòu)建模塊用于基于pscad/emtdc構(gòu)建發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型，用于構(gòu)建mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，所述mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：mlp故障定位模型、mlp過渡電阻計算模型和mlp故障分支判別模型；

22、數(shù)據(jù)設(shè)置模塊，所述數(shù)據(jù)設(shè)置模塊用于設(shè)置所述發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型的故障點的過渡電阻，并形成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測試集；

23、模型訓(xùn)練模塊，所述模型訓(xùn)練模塊用于根據(jù)故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集訓(xùn)練mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并尋找mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的最優(yōu)超參數(shù)組合，并對mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行評估，根據(jù)故障數(shù)據(jù)的測試集驗證mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

24、故障定位模塊，所述故障定位模塊用于將故障時的新數(shù)據(jù)輸入到mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸出故障位置、過渡電阻和故障分支。

25、本發(fā)明的實施例的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法及系統(tǒng)，首先基于pscad/emtdc構(gòu)建發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型，然后設(shè)置該故障電磁暫態(tài)模型的故障點的過渡電阻，并生成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測試集，再構(gòu)建mlp故障定位模型、mlp過渡電阻計算模型和mlp故障分支判別模型組成的mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，訓(xùn)練該mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并尋找mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的最優(yōu)超參數(shù)組合，將最優(yōu)超參數(shù)組合應(yīng)用于mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型并對該模型進(jìn)行評估，最后，將故障時的新數(shù)據(jù)輸入到mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸出故障位置、故障分支和過渡電阻。本基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法能夠準(zhǔn)確定位故障位置、有效計算過渡電阻、可靠判別故障分支，提高發(fā)電機(jī)定子單相接地故障的排查及處理效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法，其特征在于，所述基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法，其特征在于，所述基于pscad/emtdc構(gòu)建發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型，并根據(jù)發(fā)電機(jī)的參數(shù)設(shè)置發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型的參數(shù)后，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法，其特征在于，所述選取所述發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型中定子繞組每相的故障點，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法，其特征在于，所述設(shè)置所述發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型的故障點的過渡電阻，并形成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測試集，具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法，其特征在于，構(gòu)建mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，所述mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：mlp故障定位模型、mlp過渡電阻計算模型和mlp故障分支判別模型，具體包括：

6.一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位系統(tǒng)，所述基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位系統(tǒng)用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法，所述基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位系統(tǒng)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的實施例提供一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)定子單相接地故障定位方法及系統(tǒng)，方法包括：構(gòu)建發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型；設(shè)置發(fā)電機(jī)定子單相接地故障電磁暫態(tài)模型的故障點的過渡電阻，生成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測試集；構(gòu)建MLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，MLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：MLP故障定位模型、MLP過渡電阻計算模型和MLP故障分支判別模型；根據(jù)故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集訓(xùn)練MLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；將故障時的新數(shù)據(jù)輸入到MLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸出故障位置、過渡電阻和故障分支。本發(fā)明的方法能夠準(zhǔn)確定位故障位置、有效計算過渡電阻、可靠判別故障分支。

技術(shù)研發(fā)人員：邱忠川,舒進(jìn),王攀攀,李文滄,穆聞,劉歡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安熱工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19