引用本文:
陈原,范硕超,于竞哲,等. 基于ALSTM-ResNet的输电线路典型振动事件识别方法研究[J]. 光通信技术,2025,49(5):84-88.
陈 原1,范硕超2,于竞哲1,黄小龙2,卢 毅1,张 旭1,王 康1
(1. 国网冀北电力有限公司 电力科学研究院,北京100045;2. 国网冀北电力有限公司,北京100052)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为提高输电线路典型振动事件的识别准确率,提出一种基于引入注意力机制的长短记忆和残差网络(ALSTM-ResNet)的振动事件分类方法。该方法利用相位敏感型光时域反射仪(Φ-OTDR)技术获取沿线振动信号,通过ALSTM网络提取时间特征,再结合ResNet模型挖掘空间关联特征,构建时空融合的分类模型。实验结果表明,所提方法在4类典型振动事件(风振、舞动、脱冰跳跃、外破)上的平均分类准确率超过92.75%,较传统LSTM和ALSTM模型提升7%~9%,验证了时空特征融合在振动事件识别中的有效性与优越性。
关键词:输电线路典型振动;相位敏感型光时域反射仪;残差网络;空间关联特征;时空特征融合
中图分类号:TN256 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2025)05-0084-05
DOI:10. 13921/j. cnki. issn1002-5561.2025.05.015
这篇文章主要介绍了基于ALSTM-ResNet的输电线路典型振动事件识别方法的研究,总结如下:
研究背景与意义:
背景:输电线路作为电力系统电能传输的关键载体,其运行状态直接关系到电网的安全性与可靠性。近年来,随着电网规模的不断扩大,输电线路面临多种振动事件的威胁,如风振、覆冰舞动、脱冰跳跃及外力破坏等,严重影响了电网的稳定运行。
意义:传统监测手段难以实现对线路全域、多类型事件的精准感知与识别。相位敏感型光时域反射(Φ-OTDR)技术为输电线路状态监测提供了新的技术路径,具有灵敏度高、监测距离长等优势。
研究目标:
提高输电线路典型振动事件的识别准确率,提出一种基于ALSTM-ResNet的振动事件分类方法。
研究方法与过程:
数据获取:利用Φ-OTDR技术获取沿线振动信号,搭建孤立档距架空输电线路模拟试验平台,采集风振、舞动、脱冰跳跃和外破四种典型振动事件的模拟试验数据。
模型构建:通过ALSTM网络提取时间特征,再结合ResNet模型挖掘空间关联特征,构建时空融合的分类模型。
算法流程:包括光路传感区间划分、后向瑞利散射光相位变化信息采集、时序振动信号获取、ALSTM模型提取时间特征、ResNet模型挖掘空间关联特征、最终分类结果输出。
实验结果与分析:
实验结果:所提方法在四类典型振动事件(风振、舞动、脱冰跳跃、外破)上的平均分类准确率达到94.50%,较传统LSTM和ALSTM模型提升7%~9%。
结果分析:增加时间序列长度和输入传感点数量有助于提升模型分类性能,但传感点数量过多可能导致准确率下降。引入ResNet模块后,舞动和脱冰跳跃事件的识别准确率显著提升。
模型评估与比较:
评估指标:使用分类准确率和计算用时作为评估指标。
比较结果:ALSTM-ResNet模型相比LSTM和ALSTM模型在分类准确率上有显著提升,但计算用时也有所增加。ALSTM-ResNet34相比ALSTM-ResNet18准确率更高,但计算成本也更高。
结论与展望:
结论:本文所提基于ALSTM-ResNet的输电线路典型振动事件识别方法显著提升了分类准确率,有效验证了时空特征融合在振动事件识别中的有效性与优越性。
展望:未来可进一步优化模型结构,提高计算效率,并探索在实际输电线路中的应用效果。
其他信息:
作者信息:陈原(1969—),男,博士,教授级高工,设备状态评价中心输电线路技术监督高级师。
基金项目:冀北本部管理科技项目(52018K230007)资助。
关键词:输电线路典型振动;Φ-OTDR;ResNet;空间关联特征;时空特征融合。
本文通过融合ALSTM和ResNet模型的优势,提出了一种基于时空特征融合的输电线路典型振动事件识别方法,为输电线路状态监测提供了新的技术路径和解决方案。