(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211330498.9 (22)申请日 2022.10.28 (71)申请人 国网信息通信产业 集团有限公司 地址 102211 北京市昌平区未来科技城北 区国网智能电网研究院内C座 4层 (72)发明人 黄吕超　崔明涛　张航　杨黄屯　 李龙启　左晓婧　李欣悦　项彬　 姚晓飞　刘志远　邢玉龙　胡源源　 王永贵　方金国　李云鹏　刘超　 邓思洋　王振东　潘轲　韩学禹　 陈楷铭　高远　 (74)专利代理 机构 济南舜源专利事务所有限公 司 37205 专利代理师 李舜江(51)Int.Cl. G01R 19/175(2006.01) G01R 31/52(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06K 9/00(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种人工神经网络短路电流零点预测方法 及预测终端 (57)摘要 本发明属于故障电流选相控制开断领域， 并 提供一种人工神经网络短路电流零点预测方法 及预测终端， 方法步骤为采集电路电流信号判断 电路是否发生故障， 根据采集的电流数据调用已 训练好的人工神经网络模型预测电流过零点， 同 时人工神经网络模型根据采集的短路电流波形 数据进行自学习优化训练， 实时更新预测模型之 后调用。 本发明的优点在于， 短路电流零点预测 模型可以在投入运行后不断自我优化更新， 弥补 了投运前模型训练过程中实际故障波形数据不 足的问题， 模型投运时间愈长零点预测精度愈 高。 同时， 对于电网的规模变化引 起的短路电流 波形参数变化， 该方法也能根据模 型自学习不断 适应， 显著提高短 路电流零点预测精度。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115389812 A 2022.11.25 CN 115389812 A 1.一种人工神经网络短路电流 零点预测方法， 其特 征在于， 方法包括： 步骤1： 采样电路电流信号， 对所采集的电流信号进行故障识别， 判断电路中是否发生 短路故障， 若发生短路故障， 则执 行下一步； 若未发生短路故障， 则继续对电路电流进行采样检测； 步骤2： 当识别到电路中发生短路故障时， 将现场所采集到的电流波形进行记录， 并输 入至已保存的人工神经网络电流预测模型中， 得到预测的短路电流过零点时刻， 以此为根 据控制断路器进行选相分闸动作； 步骤3： 当识别到电路中发生短路故障时， 将采集到的电流波形用于模型自学习优化更 新； 将所采集波形进行数据预处理， 之后输入到人工神经网络中进行模型训练得到新的电 流预测模型； 通过对新 生成的模型进行误差分析， 判断预测误差是否小于预设阈值； 若预测误差小于预设阈值， 则保留更新模型以供之后调用； 若预测误差未小于预设阈值， 则说明此次电流波形对模型产生了扰动或模型已经达到 过拟合状态， 此时舍弃 更新模型。 2.根据权利要求1所述的人工神经网络短路电流 零点预测方法， 其特 征在于， 所述模型自学习优化训练过程中的数据预处 理包括降噪、 滤波和归一 化处理。 3.根据权利要求1所述的人工神经网络短路电流 零点预测方法， 其特 征在于， 模型自学习优化更新训练分析 过程包括如下步骤： 将电流波形样本进行 数据划分， 划分为训练集与测试集； 利用所述测试集数据对已有模型进行进一 步训练， 生成新的电流预测模型； 利用所述测试集数据对新的电流预测模型进行测试， 分析评估新模型的预测误差 。 4.根据权利要求1所述的人工神经网络短路电流 零点预测方法， 其特 征在于， 模型自学习优化训练根据误差分析评估结果进行预测模型优化更新， 对旧模型进行保 存。 5.根据权利要求1所述的人工神经网络短路电流 零点预测方法， 其特 征在于， 模型自学习训练网络层数为 t， 每层的节点数为 k0，k1，k2，……，kt。 6.根据权利要求5所述的人工神经网络短路电流 零点预测方法， 其特 征在于， 模型自学习训练每层的输入向量 为 )， 每层的输出向量 为 。 7.根据权利要求6所述的人工神经网络短路电流 零点预测方法， 其特 征在于， 模型自学习训练每层的权重与偏置量分别为 和 ， 每层的激活函数为 ， 则 得到每层输出向量 为 。 8.根据权利要求7 所述的人工神经网络短路电流 零点预测方法， 其特 征在于， 误差分析采用均方根法进行评估， 所述 误差评估函数为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115389812 A 2其中， 表示输出向量第 i个元素与标准向量第 i个元素的差值。 9.一种预测 终端， 其特征在于， 包括： 处理控制器、 存储器、 输入接口和输出接口； 存储 器用于储 存训练生成的电流过零预测模型、 电流波形 数据以及预 先编译的计算机程序； 处理控制器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述人工神经网络短路电流 零点预测方法的步骤， 通过输入接口和输出接口与其 他器件或设备进行通信。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115389812 A 3