《深广神经网络在变压器故障诊断中的应用》
在当今的电力系统中,变压器作为关键设备,其健康状态直接影响到整个电网的稳定运行。然而,变压器的故障诊断一直是一项挑战,传统的诊断方法往往存在局限性,无法兼顾历史数据的记忆能力和对未知数据的泛化能力,同时忽视了故障特征之间的交互作用。因此,杜江、张知杰、孙铭阳和吕艳硕等人提出了基于深广神经网络(Deep & Wide Model,DWM)的变压器故障诊断新方法,以提高诊断的准确性和效率。
深广神经网络是结合了广义线性模型(Wide Model)和深度神经网络(Deep Neural Network)的优点。广义线性模型具有良好的记忆能力,能够有效处理历史数据,而深度神经网络则以其强大的非线性表达能力和泛化能力,可以捕捉连续特征之间的复杂关系。在DWM中,研究人员添加了离散特征的交叉特征,这些交叉特征能够反映故障特征间的相互影响,从而增强模型的诊断能力。
在实际应用中,该方法首先通过广义线性模型对离散特征进行编码,然后结合深度神经网络处理连续特征。两个模型的参数通过联合训练进行优化,这种联合训练策略能够在训练过程中协调两种模型的学习,使它们相辅相成,共同提升整体性能。
论文中,研究者使用了变压器油中溶解气体分析(DGA)数据进行实验。DGA是一种常见的变压器故障检测手段,通过分析变压器油中特定气体的浓度变化,可以推断出变压器内部的异常情况。实验结果表明,采用DWM的诊断方法在处理DGA数据时,不仅表现优于支持向量机(SVM)、逻辑回归(Logistic Regression)和反向传播神经网络(BP Neural Network),而且在故障诊断的准确性上也具有显著优势。
深广神经网络在变压器故障诊断中的应用,体现了机器学习和深度学习技术在解决实际问题上的巨大潜力。这种方法的提出,不仅为电力系统的故障诊断提供了新的思路,也为其他领域的复杂问题解决提供了借鉴。通过将记忆能力和泛化能力相结合,以及考虑特征交互,DWM有望在未来的故障诊断领域发挥更大的作用,为保障电力系统的安全运行提供强有力的技术支撑。