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Reconocimiento de descargas parciales en transformadores basado en aumento de datos y mecanismo CNN-BiLSTM-Attention

Autores: Fu, Zhongjun; Wang, Yuhui; Zhou, Lei; Li, Keyang; Rao, Hang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Reconocimiento de descargas parciales en transformadores basado en aumento de datos y mecanismo CNN-BiLSTM-Attention


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Descarga parcial
Transformadores
Redes neuronales convolucionales
Memoria a largo plazo bidireccional
Mecanismo de atención
GAN

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 60

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La descarga parcial (PD) es una falla relacionada con la descarga comúnmente encontrada en transformadores. Debido a las características únicas del entorno donde ocurre la PD, surgen desafíos como la dificultad en la adquisición de datos y la escasez de muestras. Las redes neuronales convolucionales (CNN) son ampliamente utilizadas en el reconocimiento de patrones debido a sus sólidas capacidades de extracción de características. Para mejorar la precisión de reconocimiento de los modelos de PD, este documento integra CNN, memoria a corto y largo plazo bidireccional (BiLSTM) y un mecanismo de atención. En el modelo propuesto, se emplea CNN para extraer características locales espaciales y temporales, BiLSTM se utiliza para extraer características globales espaciales y temporales bidireccionales, y el mecanismo de atención asigna pesos adaptativos a las características. Además, para abordar los problemas de escasez de muestras y desequilibrio de datos, se introduce un GAN mejorado para aumentar los datos. Los resultados experimentales demuestran que el método CNN-BiLSTM-atención propuesto en este documento mejora significativamente la precisión de predicción. Con la ayuda de GAN, el método propuesto logra una precisión de reconocimiento del 97.36%, que es un 1.8% más alta que la del método CNN+CGAN (Red Generativa Adversaria Condicional) y un 5.8% más alta que la del modelo de reconocimiento tradicional, SVM, convirtiéndolo en el método de mejor rendimiento entre varios métodos comparables.

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