基于BP神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法及系统与流程

本发明属于电力设备检测的，更具体地，涉及一种利用多线阵列绝缘子串电场测量通过bp神经网络对绝缘子串零值绝缘子进行识别的方法。

背景技术：

1、绝缘子作为电力系统不可缺少的设备，承担着带电体与大地间的绝缘任务，必须保证其健康良好的状态工作。输电线路绝缘子在制造、运输等过程中开裂变质，或者运行中遭受高温日晒、低温霜冻、雨水侵蚀、雷击等，会使绝缘子的绝缘能力下降，导致绝缘子击穿甚至闪络，威胁电网安全运行。与玻璃绝缘子零值自爆不同，瓷绝缘子串存在零值和复合绝缘子芯棒部分击穿，从外观方面无法判别。

2、研究发现，零值绝缘子附近空间电场与完好绝缘子串存在差别。如果绝缘子串中存在零值绝缘子，其附近所测得的空间电场会比完好时低。现有技术中，主要采用利用单条线测量电场分析电场畸变判定存在零值绝缘子的方法，该方法容易受到不均匀污秽等其他因素干扰，通过单条测量线对绝缘子得到的识别结果也不够准确，

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，能够采用多条电场测量线测量空间电场，利用多组数据共同判定零值绝缘子情况。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、一种基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，包括如下步骤：

4、步骤1，对完好绝缘子串进行多阵列参考电场测量和多阵列畸变电场测量，得到原始多阵列电场数据，多阵列电场数据包括参考电场数据和畸变电场数据；

5、步骤2，对原始多阵列电场数据进行数据处理，得到处理后的数据作为训练数据；

6、步骤3，基于训练数据对bp神经网络模型进行训练，得到训练后的bp神经网络模型；

7、步骤4，测量目标电场得到待判别的电场数据并进行数据处理，将处理后的数据输入训练后的bp神经网络模型中进行目标电场畸变判别，得到是否存在零值绝缘子的识别结果。

8、优选地，所述步骤1中，利用无人机外挂电场探测仪对绝缘子串进行电场测量，且测量时从高压端依次向低压端测量电场，测量路线平行于绝缘子串中心轴线。

9、优选地，所述步骤1中，测量的电场数据至少为2阵列电场数据。

10、优选地，所述步骤1中，多阵列参考电场中的绝缘子为完好绝缘子，多阵列畸变电场中的绝缘子为零值绝缘子。

11、优选地，所述步骤2具体包括：

12、步骤2-1，剔除原始多阵列电场数据中的无效数据；

13、步骤2-2，对剔除无效数据后的数据归一化处理；

14、步骤2-3，对归一化后的数据进行数据平方化处理，得到训练数据。

15、优选地，所述步骤3中，bp神经网络模型的误差函数e满足：

16、

17、式中，doj(k)表示预期输出向量第j阵列第k个数据；

18、yoj(k)表示输出层输出向量第j阵列第k个数据；

19、q表示输入向量和输出向量的总个数，且j∈[1，q]。

20、优选地，所述模型训练还包括：计算全局误差e，判断全局误差e是否低于预定误差，若是则该网络的训练完成，否则需要重新获取新的训练数据并再次训练，直至满足训练完成的要求；

21、全局误差e的计算式为：

22、

23、式中，m表示绝缘子的总串数，dj(k)表示预期输出向量第j阵列第k个数据。

24、优选地，在bp神经网络模型中的训练过程中，输入向量通过模型进行传递处理后，在输出层生成输出信号，在信号传递过程中通过对初值的随机选取使传递时所需的权重保持不变，且bp神经网络模型中各层次的神经元仅对下一层的神经元产生作用，通过预设误差函数的准确度，当最终得出的误差不满足所需的准确度时，误差信号被运用于返回阶段对模型参数进行调整。

25、本发明还提供了一种利用所述多线阵列绝缘子串零值绝缘子方法的基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别系统，包括：电场测量?？?、数据处理?？?、模型训练?？楹褪侗鹉？?；

26、其中，电场测量?？橛糜诮械绯∈莶饬?，包括对完好绝缘子串进行多阵列参考电场测量和多阵列畸变电场测量，得到原始多阵列电场数据，以及对目标电场进行测量得到待识别电场数据；

27、数据处理?？槎栽级嗾罅械绯∈萁写淼玫酱砗蟮玫窖盗肥?，以及能够对待识别电场数据进行处理；

28、模型训练?？榻岷涎盗肥荻詁p神经网络模型进行训练，并得到训练后的bp神经网络模型；

29、识别?？榻岷涎盗泛蟮腷p神经网络模型和处理后的待识别电场数据，进行目标电场畸变识别并得到是否存在零值绝缘子的识别结果。

30、本发明还提供了一种终端，包括处理器及存储介质；

31、所述存储介质用于存储指令；

32、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行所述多线阵列绝缘子串零值绝缘子方法的步骤。

33、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述多线阵列绝缘子串零值绝缘子方法的步骤。

34、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，通过采集完好和零值绝缘子串多阵列电场，对其数据处理后，输入至bp神经网络模型中进行训练，利用零值绝缘子相对完好绝缘串电场的畸变，准确判别出零值绝缘子存在及其位置；采用多线阵列电场方法使得对绝缘子的识别结果更加可靠、准确性更高，bp神经网络模型能够辅助快速分类识别出目标绝缘子串中存在的零值绝缘子。

技术特征：

1.一种基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法，其特征在于，

9.一种利用权利要求1-8任一项权利要求所述多线阵列绝缘子串零值绝缘子方法的基于bp神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别系统，其特征在于，包括：电场测量?？?、数据处理?？?、模型训练?？楹褪侗鹉？?；

10.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于：

11.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。

技术总结
一种基于BP神经网络的多线阵列绝缘子串零值绝缘子识别方法及系统，包括：对完好绝缘子串进行多阵列参考电场测量和多阵列畸变电场测量，得到原始多阵列电场数据；对原始多阵列电场数据进行数据处理，得到处理后的数据作为训练数据；基于训练数据对BP神经网络模型进行训练得到训练后的BP神经网络模型；测量目标电场得到待判别的电场数据并进行数据处理，将处理后的数据输入训练后的BP神经网络模型中进行目标电场畸变判别，得到是否存在零值绝缘子的识别结果。本发明基于多线阵列绝缘子串电场测量数据进行识别，相较于单线绝缘子串电场，多线阵列电场方法更加可靠，准确性高，BP神经网络模型能够辅助快速分类识别出目标绝缘子串中存在的零值绝缘子。

技术研发人员：陈轩,韩学春,宋恒东,张瑞曦,李颖洁,吴伟,王伟亮,陈昊
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>国网江苏省电力有限公司超高压分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24