1.一种基于生成对抗网络的电网故障定位方法,其特征在于:包括如下步骤:S1、获电网线路上的电缆故障数据集,并构建表征电网线路上的电缆故障拓扑结构N=[J1,J2,···,Jn],其中,n为电缆故障点的节点编号,对电缆故障数据集进行预处理,将电缆故障数据集分为测试集Tx以及训练集Td;S2、构建生成对抗网络结构,生成对抗网络结构包括有生成网络G、鉴别网络D以及特征提取网络H;S3、通过特征提取网络H对训练集Td的分割特征进行提取;获取红色绝缘胶带的像素个数、黑色保护层的尺寸以及裸露线缆的像素个数;S4将分割特征分别输入到鉴别网络D中进行特征对比;基于对抗学习的方式,对生成网络G和鉴别网络D进行迭代训练;使得生成网络G和鉴别网络D达到那什均衡;S5、将测试集Tx输入到训练好的生成对抗网络中进行故障定位检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于生成对抗网络的电网故障定位方法,其特征在于:S1中,对电缆故障数据集进行预处理包括如下步骤:采集电网线路上个各检测点的电缆图片数据,使用YOLOV5目标检测算法对获取到的图片进行目标识别,识别出图片中的电缆;使用labelme工具对图片中的电缆进行标注;根据电缆检测框位置,将电缆从图片中截取出来生成图片数据集。
3.根据权利要求2所述的一种基于生成对抗网络的电网故障定位方法,其特征在于:所述特征提取网络H中,使用UNet分割网络模型将图片数据集中对应的电缆特征分割出来;采用的Mobilenet-V2网络作为UNet分割网络模的主干网络;根据形态学运算方法获取红色绝缘胶带的像素个数、黑色保护层的尺寸以及裸露线缆的像素个数。
4.根据权利要求3所述的一种基于生成对抗网络的电网故障定位方法,其特征在于:UNet分割网络模型包含编码器和解码器,其中:编码器是负责特征提取,将图像进行四次下采样后缩小原图对原图中的特征充分提取与压缩;解码器负责图像的上采样,将提取出的特征进行四次上采样,每上采样一次就和编码器部分对应的通道数相同尺度融合,最终将特征还原成原图尺寸大小,最后所得即是分割后的图片;对截取的电缆图片进行图像预处理,将图像改为统一尺寸,预处理后的图片作为UNet分割网络模型中输入,经过下采样和上采样,最终得到固定尺寸的分割图。
5.根据权利要求1所述的一种基于生成对抗网络的电网故障定位方法,其特征在于:S4中,训练集Td经过特征提取网络H预处理后提取图像特征数据,图像特征数据作为鉴别网络D的输入,鉴别网络D输出关于故障图像的第一真假可能性Pf/r和网络中间层特征参数fmf/r=[fm0,fm1,fm2],以保证网络训练可靠性;生成对抗网络训练过程中,生成网络G根据原始训练集Td生成根据标注信息对应的故障点Nfm,输入故障点Nfm到鉴别网络D,输出关于故障点Nfm的故障可能性Pf;输入判别故障节点Jn到鉴别网络D中,输出关于判别故障节点Jn的真实可能性Pr和真实特征参数fmr=[fm0,fm1,fm2];并及时更新鉴别网络D的鉴别网络参数;鉴别网络D更新完成后,再一次输入故障点Nfm到鉴别网络D,输出关于故障点Nfm的故障可能性Pf和故障特征参数fmf=[fm0,fm1,fm2];获取得到真实的故障特征参数,立即更新生成网络G的生成网络参数。
6.根据权利要求5所述的一种基于生成对抗网络的电网故障定位方法,其特征在于:更新鉴别网络D的鉴别网络参数公式如下:lD=-(log(1-Pf)+log(Pr))。
7.根据权利要求5所述的一种基于生成对抗网络的电网故障定位方法,其特征在于:更新生成网络G的生成网络参数公式如下:lG=-log(Pf)+Average((fmf-fmr)2),其中,Average为计算均值。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种基于生成对抗网络的电网故障定位方法,其特征在于:黑色保护层的尺寸计算包括如下步骤:计算黑色保护层的外接最小矩形框,得到黑色保护层矩形框的长边和短边,计算裸露电缆区域的最初外接矩形A,并记录矩形的面积S;通过旋转公式计算以角度θ旋转电缆裸露区域的点簇;计算旋转之后点簇的外接矩阵框,计算该矩阵框的面积并与面积S比较大小,将小面积赋值给S min ;以角度β为步长直至将点簇旋转到90度,循环计算矩形框面积并更新S min ;获取最小外接矩形面积S min 所对应的旋转角度α;将最初外接矩形A反旋转α角度,即获得最小外接矩形。