[发明专利]能量系统中的异常检测

权利要求书

1.一种用于能量系统的异常检测器，包括：

非接触式磁场传感器的阵列，用于产生指示能量系统中的操作电流的磁场信号；

非接触式电场传感器的阵列，用于产生指示所述能量系统中的操作电压的电场信号；

模数转换器，用于将所述电流和电压信号转换成数字信号；

滤波器，用于从所述电流和电压信号移除噪声；

特征提取器，用于从所述电流和电压信号中提取特征以表征每个信号的测量参数；

数据处理器，被配置为对提取出的特征执行数据聚类；

异常指示器，用于从未落入集群内的一个或多个数据点识别异常。

2.根据权利要求1所述的用于能量系统的异常检测器，其中每个磁场传感器选自各向异性磁阻传感器、隧穿磁阻传感器、巨磁阻传感器或霍尔效应传感器。

3.根据权利要求1所述的用于能量系统的异常检测器，其中每个电场传感器选自微机电传感器、光纤电场传感器或电场计。

4.根据权利要求1所述的用于能量系统的异常检测器，其中所述数据聚类是基于来自磁场和电场测量的数据集特征、使用带噪声的应用的基于密度的空间聚类(DBSCAN)来执行的，所述DBSCAN使用形成集群所需的所选择的最小点数和指示不同集群之间的距离的参数。

5.根据权利要求1所述的用于能量系统的异常检测器，还包括连接到主机设备的无线发送器。

6.一种用于能量系统中的异常检测的方法，包括：

使用非接触式磁场传感器对能量系统磁场进行非接触式感测，以产生指示所述能量系统中的操作电流的磁场信号；

使用非接触式电场传感器对能量系统电场进行非接触式感测，以产生指示所述能量系统中的操作电压的电场信号；

对所述磁场信号和所述电场信号进行滤波，以移除背景中不是从所述能量系统生成的电磁场；

从所述磁场信号和所述电场信号中提取特征以表征每个信号的参数；

对提取出的特征执行数据聚类；

从未落入指示正常状况的集群内的一个或多个数据点识别异常。

7.根据权利要求6所述的用于能量系统中的异常检测的方法，其中提取出的特征的所述数据聚类是基于数据集特征、使用带噪声的应用的基于密度的空间聚类(DBSCAN)算法执行的，所述DBSCAN算法使用形成集群所需的所选择的最小点数和特征指示不同集群之间的距离的参数。

8.根据权利要求6所述的用于能量系统中的异常检测的方法，其中所述能量系统选自传输系统或住宅电缆。

9.根据权利要求6所述的用于能量系统中的异常检测的方法，其中所述磁场传感器选自各向异性磁阻传感器、隧穿磁阻传感器、巨磁阻传感器或霍尔效应传感器。

10.根据权利要求6所述的用于能量系统中的异常检测的方法，其中所述电场传感器选自微机电传感器、光纤电场传感器或电场计。

11.根据权利要求6所述的用于能量系统中的异常检测的方法，其中所述特征提取包括对所述电信号和/或所述磁信号的傅立叶频率谱的分析。

12.根据权利要求6所述的用于能量系统中的异常检测的方法，其中所述特征提取包括分析电磁传感器在时间周期内的电场和磁场测量的最大值、最小值和均方根值，以及基频和谐波频率的频率谱。

13.根据权利要求6所述的用于能量系统中的异常检测的方法，其中能量系统磁场的非接触式感测采用非接触式磁场传感器的阵列。

14.根据权利要求6所述的用于能量系统中的异常检测的方法，其中能量系统电场的非接触式感测采用非接触式电场传感器的阵列。