[发明专利]一种基于分布式光纤在线测温系统的电缆导体温度估算方法

权利要求书

1.一种基于分布式光纤在线测温系统的电缆导体温度估算方法，其特征在于：所述的估算方法包括以下步骤：

步骤1.构建模型数据序列；

步骤2.根据步骤1的数据序列，构建电缆导体温度预测模型；

步骤3.将测试集的负荷电流数据、环境温度数据和电缆表皮温度数据输入到模型中，即可估算出电缆导体的温度。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤在线测温系统的电缆导体温度估算方法，其特征在于：所述的步骤1构建模型数据序列，采集电缆负荷电流数据、环境温度数据、电缆表皮温度和电缆导体温度数据。利用动态时间规整算法(DTW)进行时间序列相似性计算，得到电缆负荷电流对应的电缆表皮温度和电缆导体温度。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于分布式光纤在线测温系统的电缆导体温度估算方法，其特征在于：所述的步骤2包括以下步骤：

S201将负荷电流数据、环境温度数据、电缆表皮温度和电缆导体温度数据归一化；

S202将归一化的数据转换成监督学习数据；

S203将数据分割为训练集和测试集；

S204基于深度神经网络Keras框架搭建基于注意力机制的长短时记忆(LSTM)算法模型，将训练集输入到模型进行训练，根据损失进行模型的优化。

4.根据权利要求3所述的一种基于分布式光纤在线测温系统的电缆导体温度估算方法，其特征在于：所述的步骤1采用以下具体方案实现：步骤1.利用DTW算法分别计算电缆负荷电流序列与电缆导体温度序列、表皮温度序列的相似性以构建模型的输入数据：

D(i,j)＝||I_i,T_j||+min{D_i-1,j,D_i,j-1,D_i-1,j-1}

D＝[D₁,D₂…D_l]

d＝min{D}

其中，||·||为两点坐标的二范数，I为电缆负荷电流序列，T为电缆导体温度序列或电缆表皮温度序列，D为相似性值的一维矩阵，d为相似性值矩阵中的最小值。将电缆负荷电流序列I，I对应的电缆表皮温度序列T₁、电缆导体温度序列T₂，以及环境温度序列T₃作为训练模型的输入数据。

5.根据权利要求3所述的一种基于分布式光纤在线测温系统的电缆导体温度估算方法，其特征在于：步骤2.基于步骤1的数据序列，构建电缆导体温度估算模型。

S201将负荷电流数据序列I，环境温度序列T₃、电缆表皮温度序列T₁和电缆导体温度序列T₂分别归一化到[0,1]：

其中，x为归一化后的值，X为时间序列的值，X_max为时间序列的最大值，X_min为时间序列的最小值，归一化后的电缆负荷电流序列为I＝[i₁,i₂,…i_n]，环境温度序列为T₃＝[t″₁,t″₂,…t″_n]，电缆表皮温度序列为T₁＝[t₁,t₂,…t_n]，电缆导体温度序列为T₂＝[t′₁,t′₂,…t′_n]；

S202将归一化后的数据转换成监督学习数据；

S203数据分割为训练集和测试集。将S202中的数据分为训练集和测试集：

其中，0x1，A_train为训练集，A_test为测试集；

S204基于深度神经网络Keras框架搭建基于注意力机制的长短时记忆(LSTM)算法模型，将训练集A_train输入到算法模型中进行训练，根据损失进行模型的优化。