Fault Diagnosis Method for Hydropower Station Measurement and Control System Based on ISSA-VMD and 1DCNN-BiLSTM

水力发电 断层(地质) 控制(管理) 工程类 计算机科学 可靠性工程 环境科学 地质学 电气工程 人工智能 地震学
作者
Lin Wang,Fangqing Zhang,Jiefei Wang,Gang Ren,D. Wang,Ling Gao,Xianbing Ming
出处
期刊:Energies [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:17 (22): 5686-5686
标识
DOI:10.3390/en17225686
摘要

Sudden failures of measurement and control circuits in hydropower plants may lead to unplanned shutdowns of generating units. Therefore, the diagnosis of hydropower station measurement and control system poses a great challenge. Existing fault diagnosis methods suffer from long fault identification time, inaccurate positioning, and low diagnostic efficiency. In order to improve the accuracy of fault diagnosis, this paper proposes a fault diagnosis method for hydropower station measurement and control system that combines variational modal decomposition (VMD), Pearson’s correlation coefficient, a one-dimensional convolutional neural network, and a bi-directional long and short-term memory network (1DCNN-BiLSTM). Firstly, the VMD parameters are optimised by the Improved Sparrow Search Algorithm (ISSA). Secondly, signal decomposition of the original fault signals is carried out by using ISSA-VMD, and meanwhile, the optimal intrinsic modal components (IMFs) are screened out by using Pearson’s correlation coefficient, and the optimal set of components is subjected to signal reconstruction in order to obtain the new signal sequences. Then, the 1DCNN-BiLSTM-based fault diagnosis model is proposed, which achieves accurate diagnosis of the faults of hydropower station measurement and control system. Finally, experimental verification reveals that, in comparison with other methods such as 1DCNN, BiLSTM, ELM, BP neural network, SVM, and DBN, the proposed approach in this paper achieves an exceptionally high average recognition accuracy of 99.8% in both simulation and example analysis. Additionally, it demonstrates faster convergence speed, indicating not only its superior diagnostic precision but also its high application value.

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