【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人工智能，具体涉及一种基于dbscan与二叉决策树算法的短路故障定位方法。
技术介绍
1、智能配电网是电力系统领域最重要的研究方向之一，其目标是提高电力系统的可靠性、经济性和可持续性。随着社会对电力供应质量和维护效率的需求标准提高，智能配电网作为现代电力系统的核心组成部分，正逐渐成为未来电力系统发展的主要方向。
2、然而，智能配电网的发展也面临着一些挑战和问题。在配电网运行过程中，由于设备老化、环境变化等原因，可能会发生短路故障。短路故障是指电路中出现不正常的低阻抗路径，导致电流异常增大，进而引发电网运行异常。它会降低电网的供电可靠性，导致故障区域的停电，给用户的生活和生产带来不便，甚至影响关键设施的正常运行。同时，短路故障还会导致电流异常分布，引发电压波动和下降等问题。这些问题不仅会影响用户的正常用电，还可能引发级联故障，对整个配电网的稳定性构成威胁。对于10kv架空线路的智能监测系统，数据传输从变电站到支路末端节点，距离远，并且交通不便，如果发生大量的短路报警，则需要维护人员投入大量的时间对每一个故障节点逐个排查故障，从而影响短路故障修复的及时性。
3、因此，为了有效解决短路引发的级联故障，准确定位短路故障和排查衍生故障显得尤为重要。本专利技术旨在利用dbscan和二叉决策树算法，对10kv架空线路短路故障进行综合诊断。文帅川等采用二叉决策树的方法，实现了5g承载网故障的快速诊断定位和归并，刘天山等利用二叉决策树模型，实现了水利信息系统故障的精准定位，但电力行业尚无相关研究成果。
...【技术保护点】
1.一种基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，包括：
2.根据权利要求1所述的基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤1中使用DBSCAN对时间进行聚类时，对时间进行归一化处理，以进行距离计算和聚类分析。
3.根据权利要求2所述的基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述二叉树结构的配电网用于管理和分配电能，在配电网线路上每隔2公里安装一套双超监测设备，每台监测设备上采集到的信息包括：本机DTU编号、指示器A相状态、指示器B相状态、指示器C相状态、父节点DTU编号、左子节点DTU编号、右子节点DTU编号以及相关故障数据。
4.根据权利要求1所述的基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤2中将主变电站作为二叉树结构的根节点，将电能从高压输电线路通过变压器转换成低压电能，然后通过主干线路向各个供电点传输电能；所述主干线路作为所述二叉树结构的左子树，将电能分配到不同的分配箱或配电室，再通过支线路分支到各个用户；分支线路作为所述二叉树结构的右子树，将
5.根据权利要求1所述的基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤3中的短路故障报警中包含了原生报警和大量的衍生报警以及少量的设备故障，所述原生报警是指设备监测所在区域发生数据异常而产生的报警，而所述衍生报警是指由其他区域的故障引起监测设备异常报警。
6.根据权利要求5所述的基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括根据上述配电网监测设备二叉树拓扑结构，再根据现场故障和实际监测数据库，得出以下三种推理情况：(1)如A节点发生报警，且没有其他子节点报警，则A节点为原生报警；(2)如果A节点发生报警，且子节点B也发生报警，则A节点为衍生报警，B节点为原生报警；(3)如果A节点发生报警，且左子节点B和右子节点C也发生报警，则A节点为衍生报警，B、C节点为原生报警。
7.根据权利要求1所述的基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤4中在设计推理机时，根据现场故障和实际监测数据库得出结论，在前期设计算法模型时，采用一种称为“报警分类参数自适应”的实验方式，所述实验方式包括以下步骤：梳理故障特征→设计推理机→得出结论→验证结论→发出结果，一旦推理树模型完成，所述推理树模型将具备自主特征收集的能力，能够根据实时数据自动收集相关特征，并调整参数大小，自动适应线路条件，而无需人为干预。
8.根据权利要求7所述的基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤4进一步包括根据报警信息和故障类别，使用二叉决策树算法构建短路故障综合诊断推理树，训练模型时，将110组短路报警信息随机打乱，然后将所述110组短路报警信息以7：3的比例分割为训练样本和测试样本，训练样本value＝[38,23,16]，代表衍生报警38组、原生报警23组和设备故障16组，剩余33组短路报警信息作为测试样本，用于评估二叉推理树分类模型性能。
9.根据权利要求8所述的基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤4进一步包括通过使用export_graphviz方法可视化推理树模型，展示推理树中的每个节点的判断条件、分支、叶子节点的类别和信息熵，在决策树中，信息熵的降低意味着节点的纯度增加，即数据集的样本越倾向于同一类别。
10.根据权利要求1所述的基于DBSCAN与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤5进一步包括将基于DBSCAN和二叉决策树算法的推理树模型应用在智能配电网监测系统中测试，利用查全率和查准率两个指标来评估二叉推理树分类模型性能，查全率是指短路报警被正确区分的比例；查准率是指各个报警信息被准确推理的比例。
...【技术特征摘要】
1.一种基于dbscan与二叉决策树算法的短路故障定位方法，包括：
2.根据权利要求1所述的基于dbscan与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤1中使用dbscan对时间进行聚类时，对时间进行归一化处理，以进行距离计算和聚类分析。
3.根据权利要求2所述的基于dbscan与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述二叉树结构的配电网用于管理和分配电能，在配电网线路上每隔2公里安装一套双超监测设备，每台监测设备上采集到的信息包括：本机dtu编号、指示器a相状态、指示器b相状态、指示器c相状态、父节点dtu编号、左子节点dtu编号、右子节点dtu编号以及相关故障数据。
4.根据权利要求1所述的基于dbscan与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤2中将主变电站作为二叉树结构的根节点，将电能从高压输电线路通过变压器转换成低压电能，然后通过主干线路向各个供电点传输电能；所述主干线路作为所述二叉树结构的左子树，将电能分配到不同的分配箱或配电室，再通过支线路分支到各个用户；分支线路作为所述二叉树结构的右子树，将电能从所述主干线路传输到各个用户，供应电力需求。
5.根据权利要求1所述的基于dbscan与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤3中的短路故障报警中包含了原生报警和大量的衍生报警以及少量的设备故障，所述原生报警是指设备监测所在区域发生数据异常而产生的报警，而所述衍生报警是指由其他区域的故障引起监测设备异常报警。
6.根据权利要求5所述的基于dbscan与二叉决策树算法的短路故障定位方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括根据上述配电网监测设备二叉树拓扑结构，再根据现场故障和实际监测数据库，得出以下三种推理情况：(1)如a节点发生报警，且没有其他子节点报警，则a节点为原生报警；(2)如果a节点发生报警，且子节点b也发生报警，则a节点为衍生报警，b节点为原生报...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾涛，陈雨娟，张超，
申请(专利权)人：华北科技学院中国煤矿安全技术培训中心，
类型：发明
国别省市：
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