基于自注意力的TCN-Transformer的电网单相故障检测方法

摘要

小电流接地系统单相故障选线问题是配电网电力系统故障中的一个重要问题.由于电力故障数据具有时间延续性,并且电力故障数据的数据长度过长,现有的研究工作不能有效区分具有时序性的单相接地故障电流的特征.针对这些问题,提出一种基于自注意力的TCN+Transformer混合神经网络模型(称为TTHNN-SA模型).由于电力故障数据的特征单一,使用小波变换分解和主成分分析(PCA)方法能增加样本数据的特征量.TTHNN-SA模型使用时间卷积网络(TCN)分别对原故障数据和对原故障数据使用小波变换分解后的数据进行卷积操作提取特征,使用Transformer对经过主成分分析方法处理后的样本数据进行特征提取.然后将三个模型提取的特征矩阵进行融合后输入到自注意力层,通过自注意力机制的矩阵计算给重要特征分配更高权重,并且能解决模型的长时依赖问题.最后将自注意力层的输出通过全局平均池化后使用softmax函数进行分类.TTHNN-SA模型能更全面的学习到不同波形故障之间的电流数据关系,TTHNN-SA模型对配电网单相故障的检测具有良好的效果.