本發(fā)明的實(shí)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(dòng)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(yùn)行過(guò)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(duì)地電容不斷增大，一旦發(fā)生接地故障，對(duì)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(dòng)作，比如發(fā)電機(jī)機(jī)端連接的電壓互感器匝間短路、勵(lì)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(wú)法準(zhǔn)確定位故障位置。對(duì)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(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的實(shí)施例旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提供一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(shí)施例提供一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(diǎn)的過(guò)渡電阻，并形成訓(xùn)練集和測(cè)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(guò)渡電阻計(jì)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(duì)mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)故障數(shù)據(jù)的測(cè)試集驗(yàn)證mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

7、將故障時(shí)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(guò)渡電阻和故障分支。

8、在本發(fā)明的一些實(shí)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(diǎn)；

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(shì)。

11、在本發(fā)明的一些實(shí)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(diǎn)，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(gè)分支，將每個(gè)分支劃分為n個(gè)基本單元電路；

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

14、在本發(fā)明的一些實(shí)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(diǎn)的過(guò)渡電阻，并形成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測(cè)試集，具體包括：

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

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

17、在本發(fā)明的一些實(shí)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(guò)渡電阻計(jì)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(shì)相位差作為每個(gè)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(guò)渡電阻的阻值作為mlp過(guò)渡電阻計(jì)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(dòng)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(dòng)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(shí)施例所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(guò)渡電阻計(jì)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(diǎn)的過(guò)渡電阻，并形成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測(cè)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(duì)mlp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)故障數(shù)據(jù)的測(cè)試集驗(yàn)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(shí)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(guò)渡電阻和故障分支。

25、本發(fā)明的實(shí)施例的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(diǎn)的過(guò)渡電阻，并生成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測(cè)試集，再構(gòu)建mlp故障定位模型、mlp過(guò)渡電阻計(jì)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(duì)該模型進(jìn)行評(píng)估，最后，將故障時(shí)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(guò)渡電阻。本基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(jì)算過(guò)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)，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(dòng)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(diǎn)的過(guò)渡電阻，并形成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測(cè)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(dòng)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(guò)渡電阻計(jì)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(dòng)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(dòng)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(xiàng)所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shí)施例提供一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(diǎn)的過(guò)渡電阻，生成故障數(shù)據(jù)的訓(xùn)練集和測(cè)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(guò)渡電阻計(jì)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(shí)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(guò)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(jì)算過(guò)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