Operational disturbance monitoring in power networks requires decisions to be made from waveform windows as they arrive, rather than from completed records after the event. This study evaluates full-vector Wigner--Ville Distribution Slice (WVDS) spectra for sequential anomaly-onset detection in high-voltage grid-voltage waveforms. The approach keeps the bilinear midpoint interaction structure of the Wigner--Ville distribution and represents each 128-sample voltage window by a 128-dimensional slice spectrum, avoiding manually selected fault-frequency markers. WVDS is used with a baseline-normalized deviation (BND) score and is compared against the BND of Fast Fourier Transform (FFT-BND), raw-window autoencoders, FFT autoencoders, and WVDS autoencoders under the same thresholding and three-window persistence rule. A synthetic autoencoder--clustering teacher is used to select RTE fault records that start from an initially normal region and then transition to anomalous behavior. On the filtered test set, FFT-BND achieves the highest sensitivity, whereas WVDS-BND provides the lowest false-alarm operating point, reducing record-level pre-onset false alarms to 0.69%. The autoencoder comparison follows the same selectivity pattern: WVDS reconstruction decreases false alarms relative to FFT reconstruction but misses more examples. The results indicate that preserved WVD cross-term information can form a selective representation for online grid-waveform anomaly monitoring when false alarms are costly.


翻译:电力网络运行扰动监测需要在波形窗口到达时做出决策,而非事件发生后基于完整记录进行分析。本研究评估了全矢量维格纳-维利分布切片(WVDS)谱在高压电网电压波形中用于序列异常起始检测的效果。该方法保留维格纳-维利分布的双线性中点交互结构,将每个128采样点的电压窗口表示为128维切片谱,从而避免人工选择故障频率标记。WVDS与基线归一化偏差(BND)得分结合使用,并在相同阈值及三窗口持久性规则下,与快速傅里叶变换的BND(FFT-BND)、原始窗口自编码器、FFT自编码器及WVDS自编码器进行对比。采用合成自编码器-聚类教师模型从法国输电网(RTE)故障记录中筛选出初始处于正常区域、随后转变为异常行为的数据。在过滤后的测试集上,FFT-BND实现了最高灵敏度,而WVDS-BND提供了最低虚警操作点,将记录级起始前虚警率降至0.69%。自编码器对比遵循相同的选择性模式:相较于FFT重构,WVDS重构降低了虚警,但漏检了更多实例。结果表明,在虚警代价高昂的情况下,保留维格纳-维利分布交叉项信息可形成面向电网波形在线异常监测的选择性表示。

0
下载
关闭预览

相关内容

自动编码器是一种人工神经网络,用于以无监督的方式学习有效的数据编码。自动编码器的目的是通过训练网络忽略信号“噪声”来学习一组数据的表示(编码),通常用于降维。与简化方面一起,学习了重构方面,在此,自动编码器尝试从简化编码中生成尽可能接近其原始输入的表示形式,从而得到其名称。基本模型存在几种变体,其目的是迫使学习的输入表示形式具有有用的属性。自动编码器可有效地解决许多应用问题,从面部识别到获取单词的语义。
【ICML2022】图神经网络异常检测的再思考
专知会员服务
35+阅读 · 2022年6月3日
基于图注意力机制和Transformer的异常检测
专知会员服务
62+阅读 · 2022年5月16日
专知会员服务
34+阅读 · 2021年9月16日
异常检测(Anomaly Detection)综述
极市平台
20+阅读 · 2020年10月24日
【资源】图像分割/显著性检测数据集列表
专知
13+阅读 · 2019年5月22日
变分自编码器VAE:一步到位的聚类方案
PaperWeekly
25+阅读 · 2018年9月18日
时序异常检测算法概览
论智
29+阅读 · 2018年8月30日
侦测欺诈交易(异常点检测)
GBASE数据工程部数据团队
20+阅读 · 2017年5月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
乌克兰纵深打击如何重塑俄罗斯的战略选择
专知会员服务
2+阅读 · 7月24日
俄乌战争中关于中程打击无人机部署的经验启示
《基于强化学习的自动化红队测试》
专知会员服务
4+阅读 · 7月23日
伊朗不对称防空战略的演进
专知会员服务
4+阅读 · 7月23日
对抗环境下超视距目标打击的情报支援
专知会员服务
10+阅读 · 7月22日
相关资讯
异常检测(Anomaly Detection)综述
极市平台
20+阅读 · 2020年10月24日
【资源】图像分割/显著性检测数据集列表
专知
13+阅读 · 2019年5月22日
变分自编码器VAE:一步到位的聚类方案
PaperWeekly
25+阅读 · 2018年9月18日
时序异常检测算法概览
论智
29+阅读 · 2018年8月30日
侦测欺诈交易(异常点检测)
GBASE数据工程部数据团队
20+阅读 · 2017年5月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员