論文の概要: Unsupervised clustering of disturbances in power systems via deep
convolutional autoencoders
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.06124v1
- Date: Thu, 8 Jun 2023 04:41:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-13 21:10:13.569059
- Title: Unsupervised clustering of disturbances in power systems via deep
convolutional autoencoders
- Title(参考訳): 深部畳み込みオートエンコーダによる電力系統内乱の無監督クラスタリング
- Authors: Md Maidul Islam, Md Omar Faruque, Joshua Butterfield, Gaurav Singh,
Thomas A. Cooke
- Abstract要約: 電力グリッド上の異常事象を検出すると、電力品質(PQ)イベントはPQメーターによって記録される。
電力系統の障害時に捉えた波形の多くは、教師あり学習のためにラベル付けされる必要がある。
本稿では、PQイベントのクラスタリングに使用できる自動エンコーダとK平均クラスタリングに基づく教師なし手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.0736732081151366
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Power quality (PQ) events are recorded by PQ meters whenever anomalous events
are detected on the power grid. Using neural networks with machine learning can
aid in accurately classifying the recorded waveforms and help power system
engineers diagnose and rectify the root causes of problems. However, many of
the waveforms captured during a disturbance in the power system need to be
labeled for supervised learning, leaving a large number of data recordings for
engineers to process manually or go unseen. This paper presents an autoencoder
and K-means clustering-based unsupervised technique that can be used to cluster
PQ events into categories like sag, interruption, transients, normal, and
harmonic distortion to enable filtering of anomalous waveforms from recurring
or normal waveforms. The method is demonstrated using three-phase,
field-obtained voltage waveforms recorded in a distribution grid. First, a
convolutional autoencoder compresses the input signals into a set of lower
feature dimensions which, after further processing, is passed to the K-means
algorithm to identify data clusters. Using a small, labeled dataset, numerical
labels are then assigned to events based on a cosine similarity analysis.
Finally, the study analyzes the clusters using the t-distributed stochastic
neighbor embedding (t-SNE) visualization tool, demonstrating that the technique
can help investigate a large number of captured events in a quick manner.
- Abstract(参考訳): 電力グリッド上の異常事象を検出すると、電力品質(PQ)イベントはPQメーターによって記録される。
ニューラルネットワークと機械学習は、記録された波形を正確に分類し、電力システムエンジニアが問題の根本原因を診断し修正するのに役立つ。
しかし、電源システムの障害時に捉えた波形の多くは、教師あり学習のためにラベル付けされる必要があり、エンジニアが手動で処理したり、見つからないようにするための大量のデータ記録が残されている。
本稿では,pqイベントをsag,割り込み,過渡,正規,高調波といったカテゴリに分類し,繰り返し波形や正規波形からの異常波形のフィルタリングを可能にするオートエンコーダとk平均クラスタリングに基づく非教師付き手法を提案する。
本手法は配電網に記録された三相電圧波形を用いて実証する。
まず、畳み込みオートエンコーダが入力信号をより低い特徴次元の集合に圧縮し、さらに処理した後、K平均アルゴリズムに渡されてデータクラスタを識別する。
ラベル付き小さなデータセットを使用して、数値ラベルはコサイン類似性分析に基づいてイベントに割り当てられる。
最後に,t-sne(t-distributed stochastic neighbor embedded)可視化ツールを用いてクラスタの解析を行い,その手法が多数のキャプチャイベントを迅速に調査する上で有効であることを示す。
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