[发明专利]一种GIS局部放电在线监测模式识别方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及高压设备智能化领域，具体涉及一种GIS局部放电在线监测模式识别方法及系统。

背景技术

GIS局部放电监测是GIS智能化和状态监测的重要技术领域之一，能够及时发现GIS设备运行中出现的绝缘故障，为GIS正常运行和状态检修提供数据和参考，减少事故停电和检修停电带来的巨大损失。GIS局部放电信号的检测是通过检测伴随放电产生的电、声、光、温度和气体等各种理化现象为依据，电检测方法包括脉冲电流法，UHF超高频法，放电能量法等。UHF超高频法由于优越的抗干扰性成为局部放电在线监测的首选方法。

针对GIS局部放电信号的模式识别问题，目前主要有神经网络、聚类算法等方法，名称为《基于朴素贝叶斯分类的局部放电诊断方法》(申请号：201410768520.7)提出了一种基于朴素贝叶斯分类的局部放电诊断方法，上述方法对GIS局部放电诊断问题提出了很好的研究思路和解决策略，取得了一定的效果。但是此类算法的实现都是分布式局部放电模式识别的解决方法，即首先通过前端的局放采集单元采集UHF信号，进行初步的滤波等数据处理，然后通过网络通信等方式把数据传输到局放监测主机进行处理。而GIS局部放电在线监测相继进行工程试点以来，此种监测方法带来了很大的问题：首先GIS局部放电监测系统要求分级诊断、就地预警技术，即采集处理、模式识别及对外通讯工作都需要在就地化装置中完成，由一台在线监测装置取代原有的分布式监测系统；其次，局部放电在线监测装置为嵌入式的硬件架构和实时操作系统的软件平台的结构，其软硬件性能与以前的局放监测主机有很大的差别。这为GIS局部放电的工程应用及模式识别的准确率带来了较大的问题。所以，目前急需对目前的GIS局部放电监测模式识别方法进行改进，并寻找一种合适的GIS局部放电监测系统硬件配套设施，以提高GIS局部放电模式识别的准确率和识别效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种GIS局部放电在线监测模式识别方法及系统，以解决目前GIS局部放电在线监测就地化诊断应用的问题，以提高GIS局部放电模式识别的准确率和识别效率。

本发明为解决上述技术问题而提供一种GIS局部放电在线监测模式识别方法，该方法的步骤如下：

1)对接收到的局部放电数据进行处理，获得局部放电数据的幅值、放电次数和相位；

2)根据放电次数、幅值、相位生成PRPS三维谱图，并在PRPS三维谱图的基础上生成PRPD谱图、谱图和谱图；

3)针对PRPD谱图、谱图和谱图，提取局部放电数据的特征量；

4)将局部放电数据的特征量与样本库中的每个局部放电类型的特征量逐一进行pearson相关计算，根据pearson相关计算得到的相关系数的大小，识别出局部放电类型。

所述局部放电数据的幅值、放电次数的获取及PRPS三维谱图生成过程为：对每个周波的局部放电数据的幅值进行归一化，生成幅值的二维数组；将每个周波的局部放电数据离散化，计算每个周波的放电次数，根据相位，把所有周波的放电次数叠加到一个周波内，生成放电次数的一维数组；将幅值的二维数组和放电次数的一维数组进一步处理生成PRPS谱图。

所述pearson相关计算公式为：

其中，X为待识别局部放电数据对应的特征向量，Y为样本库中某一放电类型的特征向量，ρ_X,Y为相关系数，ρ_X,Y的绝对值越大，相关性越强。

本发明的GIS局部放电在线监测模式识别系统，包括采集单元、数据处理单元，所述采集单元用于GIS局部放电信号的接收与预处理，数据处理单元用于完成局部放电数据的幅值、放电次数的计算、谱图生成、特征量提取及模式识别。

所述采集单元包括用于对放电信号进行包络检波、带通滤波和低噪放大的高频调理电路、AD器件、FPGA模块和ARM数据处理模块。

系统还包括通信单元，用传输数据处理单元产生的过程参数和文件及模式识别结果。

所述数据处理单元产生的过程参数和文件为放电相位、放电次数、放电幅值、PRPD谱图、PRPS谱图及放电类型。

本发明GIS局部放电在线监测模式识别方法及系统的识别过程简单，识别效率高，可以方便的在嵌入式软硬件平台上实现。根据优化局放特征量，使GIS局部放电模式识别的准确率达到96％，而pearson相关计算方式的应用，极大的提高了放电类型的识别效率，具备极大的现场工程应用价值。

附图说明