[发明专利]基于代数弹性网正则化方法的电流元三维反演方法

说明书

一种基于代数弹性网正则化方法的电流元三维反演方法，包括以I表示电流元列向量的两种泛函形式公式：、，向公式1中带入代入代数弹性网正则化算子，获得公式：。其有益效果是：代数弹性网正则化方法对电流元分布的方向和位置计算结果与实际分布基本保持一致，克服了计算过程中体现的病态问题，代数正则化方法中的代数弹性网正则化方法在电流元三维成像计算方面具有较高的准确性和稳定性。

技术领域

本发明涉及电气电磁反演应用领域，特别是一种基于代数弹性网正则化方法的电流元三维反演方法。

背景技术

近年来，伴随着先进的传感和测量技术及其对应的控制方法，智能电网及能源互联网快速发展。智能电网的重要基石是对电力系统的全景实时状态信息进行深度感知。能源互联网作为智能电网的拓展，是“能量流、信息流、业务流”的高度融合，呈现出信息能源基础设施深度融合的趋势。

智能电网中的电气信号具有频带宽、范围广、数据量大等特征，对实时信号的采集、传输、存储及分析成为智能电网及能源互联网的关键技术之一。

针对电力系统中的磁场及电流，在不同的电压等级下及不同的电气设备中还有更多不同的量测要求，从而对测量用传感器的参数要求各不相同，目前在电力系统中稳态电流的量测范围为5mA～6kA，小电流诸如泄漏电流的量测范围为100μA～10mA，大电流诸如暂态电流的量测范围为10kA～100kA，不同电流的幅值跨越8～9个数量级，频率由直流到50MHz左右，对应测量磁场强度范围与之类似。

在测量及监控系统中，传感器作为监测各类电气状态信息量的主要工具，成为智能电网研究的重要方向。针对电网电流及磁场信号的特点及具体的量测需求，对传感器的要求包括测量准确度高、量程范围大、易于安装、成本低等，从而为电网状态信息的辨识及深度感知提供坚实的数据支撑。

目前基于磁场信号量测的电流传感器包括霍尔传感器、各类巨磁阻传感器以及光电流互感器等，其中巨磁阻及隧穿磁阻传感器因其高灵敏度、宽频带、小温漂、高可集成度、小体积、廉价等特点，具备广阔的发展前景，是智能电网中磁场及电流监测的优选方案。如前所述，在电力系统应用场景中，磁场及电流的幅值和频率动态变化范围巨大，对基于巨磁电阻及隧穿磁阻效应的传感元件进行材料选择及结构设计，以实现各种特性参数的调整，适用智能电网广泛的测量需求。

在电网实际量测应用场景中，存在各种直接测量电流、电压量较为困难的情况，需要对其产生的磁场、电场进行测量，并通过对所测场量的反演，实现复杂电磁环境下源的定位成像及空间场的分布重建。针对电力系统中的各类电磁现象，例如针对局部放电，目前已经开展了相应的反演研究，对于系统的状态感知及参数辨识具有重要意义。

局部放电是指电气设备的绝缘部分区域在足够强的电场作用下局部范围内发生放电的现象，这种放电未形成固定的放电通道。局部放电将使设备的绝缘劣化，并引起系统的电能损失和无线电干扰，因此对局放进行反演的主要目的是实现故障识别及放电定位，发现故障点，从而保证电气设备运行可靠性。