[发明专利]基于ANFIS的电气线路老化程度在线辨识系统及方法

说明书

基于ANFIS的电气线路老化程度在线辨识系统及方法，该系统包括线路老化程度影响因子信号采集单元、线路老化程度计算单元、计算单元的模型参数学习单元和警报控制单元。线路老化程度计算单元包括信号接收模块、参数修正模块和老化程度计算模块，计算单元的模型参数学习单元包括回报函数计算网络模块、动作评价子网络模块和贪婪动作决策子网络模块。线路老化程度影响因子信号采集单元、线路老化程度计算单元和警报控制单元依次连接；计算单元的模型参数学习单元输入与线路老化程度计算单元输出连接，输出与线路老化程度计算单元输入连接。通过采用ANFIS泛化电气线路各参数关系并在线实时计算老化程度，提高了计算的准确性和效率，保障了电气线路的安全性。

技术领域

本发明涉及电力线路自动检测技术领域，特别是一种基于ANFIS的电气线路老化程度在线辨识系统及方法。

背景技术

随着我国经济的发展和社会的进步，居民和工业用电的需求越来越大，对电网可靠性的要求也越来越强，用电设备的运行应用情况也越来越复杂，且大部分的电力线路的线缆布置于地下或房间相对比较隐蔽的地方，使得其运行中发生的缺陷和老化等不易被发现和测量，而线缆老化使得电线的绝缘层失去绝缘及保护，可能导致电流泄露甚至是线路短路引起火灾。

现有的判断电气线路的线缆老化或依靠人工观察判断，或使用兆欧表等普通仪表进行人工离线检测，或通过电力线路的实时温度进行检测，或通过破坏性试验等方法对绝缘老化问题进行评估，例如中国专利CN107942226A公开的一种线路板老化检验箱、中国专利CN110806525A公开了一种隐蔽工程电力线路老化检测系统等。然而上述现有的方法检测结果存在较大主观误差以及需要相关评估人员具备一定的专业知识等问题，或存在对试验仪器设备要求较高、操作耗时费力以及电气线路老化隐患不能及时发现预警等问题。因此，如何实现电气线路老化程度在线检测和实时提醒是现阶段亟需解决的的问题。

基于自适应神经网络的模糊推理系统(Adaptive Network-based FuzzyInference System，ANFIS)将神经网络与模糊推理有机的结合起来，采用反向传播算法和最小二乘法的混合算法调整前提参数和结论参数，既发挥了神经网络与模糊推理的优点，又弥补了各自的不足，具有很好的自调整、自适应、自组织、自学习能力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种基于ANFIS的电气线路老化程度在线辨识系统及方法。

本发明的技术方案是：基于ANFIS的电气线路老化程度在线辨识系统，包括线路老化程度影响因子信号采集单元、线路老化程度计算单元、计算单元的模型参数学习单元和警报控制单元。

所述线路老化程度影响因子信号采集单元包括剩余电流传感器、负荷电压传感器、温度传感器和湿度传感器，用于实时采集电气线路的剩余电流、负荷电压、环境温度和环境湿度。

所述线路老化程度计算单元包括信号接收模块、参数修正模块和老化程度计算模块；信号接收模块用于接收线路老化程度影响因子信号采集单元中各传感器采集的电气线路的剩余电流、负荷电压、环境温度和环境湿度信息并输入至老化程序计算模块；参数修正模块用于接收计算单元的模型参数学习单元发送的模型修改参数并输入至老化程度计算模块；老化程度计算模块接收信号接收模块输出数据和计算单元的模型参数学习单元的输出数据，采用经离线或在线训练得到的用以泛化表达温度、湿度和绝缘电阻与25℃名义绝缘电阻之间的非线性映射关系的神经模糊网络ANFIS，计算得到线路的老化程度并作为该线路老化程度计算单元的输出。

所述计算单元的模型参数学习单元包括回报函数计算网络模块、动作评价子网络模块和贪婪动作决策子网络模块，回报函数计算网络模块的输出端与动作评价子网络模块的第一输入端连接，动作评价子网络模块的输出端与贪婪动作决策子网络模块的输入端连接，贪婪动作决策子网络模块的输出端与动作评价子网络模块的第二输入端连接。