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曾瑞江等:数据稀缺场景下的配电网异常数据检测方法                                           2026  年第 5 期



                       20
                       电流/A  0
                       20
                         0  0.02  0.04  0.06
                       20
                       电流/A  0                         20  A相电流(局部畸变)                        A相电压(电压越限)
                       20
                         0  0.02  0.04  0.06  正常波形    电流/A  0                正向扩散         400
                       20
                       电流/A  0                        −20  0  0.02  0.04  0.06           电压/V  −400 0
                                                                                               0.02
                                                                                                   0.04
                       20
                         0  0.02  0.04  0.06           20  B相电流(局部畸变)                       0  B相电压(电压越限) 0.06
                              时间/s                    电流/A  0                             400
                          A相电压(检测区域)                  −20                                电压/V  0
                     400
                    电压/V  −400 0                        0  C相电流(局部畸变)  0.06              −400  0  0.02  0.04  0.06
                                                                 0.04
                                                            0.02
                      18.0  18.4  18.8  19.2  19.6  20.0  20                  反向扩散           C相电压(电压越限)
                          B相电压(检测区域)                  电流/A  0                            电压/V  400
                    电压/V  −400 0         异常波形生成       −20  0  0.02  0.04  0.06           −400 0
                     400
                      18.0  18.4  18.8  19.2  19.6  20.0      时间/s                          0  0.02  0.04  0.06
                          A相电压(检测区域)                                           扰动                时间/s
                     400
                    电压/V  −400 0
                      18.0  18.4  18.8  19.2  19.6  20.0
                              时间/s
                                                  图 3   SDAS  异常数据生成示意
                                              Fig. 3    SDAS abnormal data generation

              过度突出或被掩盖,或扩散噪声引入无关干扰成                                      表 1   对比模型异常信号识别准确率
                                                                    Table 1   Comparison of model abnormal signal
              分,这些都会干扰模型对真实异常与正常波动的
                                                                               recognition accuracy
              边界区分,间接提升假阳性率。                                                                           单位:%

                                                                       模型         电压异常识别率        电流异常识别率
              3    实验仿真与验证                                          DAM-SVM            48.72         56.41
                                                                    DAM-LSTM           56.41         54.90
                  基于   SDAS  方法增强后构建的配电网三相电                         DAM-GRU            48.72         56.41
              压、电流数据集,开展实验仿真与验证。先用训                               DAM-Transformer    51 354.00       62.75
              练集数据训练模型,再用测试集数据验证模型对
                                                                域表示对应模型识别出该异常信号,无圆点的区
              电压越限、电流畸变两类异常的识别能力,以异
                                                                域表示没有识别出该异常信号。
              常信号识别率作为核心评价指标                [31] ,计算方法为
                                                                    在  DAM  识别性能验证实验中,对比各模型的
                                   k
                               R =   ×100%             (9)
                                   K                            识别率可知,DAM-Transformer 的电压异常识别率
              式中:    R为识别率;      k为正确识别的异常样本数;                  为  61.54%, 比  DAM-SVM    和  DAM-GRU  的  48.72%
              K为异常样本总数。                                         提升了   12.82%;电流异常识别率为          62.75%,比  DAM-
                  为了对本文所运用的           DAM  对异常信号识别性             LSTM  的  54.90%  提升了  7.85%;总识别率为      62.22%,
              能 进 行 评 估 , 将    DAM  用 于 支 持 向 量   [32] ( support  比  DAM-SVM  和  DAM-GRU  的  45.56% 提升了  16.66%。
              vector machine,SVM),长短期记忆网络           [33] (long  这 一 结 果 验 证 了 在    4  种 对 比 模 型 中 , 结 合   DAM
              short term memory,LSTM),门控循环单         [34] (gated  的  Transformer 模型对三相电压和三相电流检测区
              recurrent unit,GRU)和  Transformer 组成  DAM-SVM,    域异常信号的识别性能更优。

              DAM-LSTM,DAM-GRU       和 DAM-Transformer 对上           将  ICEO、 CEO、 与 灰 狼 优 化 算 法       [35]  ( grey
              文中三相电压和三相电流检测区域的异常信号进                             wolf optimizer,GWO)、鲸鱼优化算法           [36] (whale

              行识别,不同对比模型的异常信号识别率如表                         1    optimization algorithm, WOA) 、 麻 雀 优 化 算 法  [37]
              所示。以     C  相电压和     C  相电流的检测区域为例,               ( sparrow search algorithm, SSA) 分 别 优 化  DAM-
              C  相电压和    C  相电流检测区域异常数据识别情况                     Transformer 模型参数,并对三相电压和三相电流
              如图   4  所示。图    4  中虚线部分表示异常信号所在                  检测区域的异常信号进行识别。不同模型三相电
              位置,虚线下方对应着不同模型对该异常信号的                             压异常信号识别个数如图              5  所示,三相电流异常
              识别结果,用不同颜色的圆点区分,有圆点的区                             信号识别个数如图          6  所示。不同对比模型的异常

                                                                                                           71
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