局部放電定位方法、裝置及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種局部放電定位方法、裝置及系統。局部放電定位方法包括：采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號；根據局部放電信號確定位置測量值；以及根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值，其中，位置測量值為局部放電源的位置的測量值。通過本發明，解決了相關技術中的定位方法對局部放電的定位誤差較大的問題。
【專利說明】
局部放電定位方法、裝置及系統
技術領域
[0001]本發明涉及測量領域，具體而言，涉及一種局部放電定位方法、裝置及系統。
【背景技術】
[0002]局部放電(Partial Discharge)是電力設備的絕緣性能劣化的表現形式，也是電力設備絕緣性能進一步劣化的原因。為及時發現設備絕緣缺陷，預防絕緣擊穿故障，需要對局部放電信號進行監測并定位。通過定位系統對局部放電位置進行定位可以及時的發現局部放電的位置，在確定局部放電位置之后可以對電力設備進行維修，阻止重大故障的發生。定位系統可以采用現有的定位方法，例如，特高頻電磁波(U1 tra High Frequency，簡稱UHF)定位法，采用特高頻電磁波定位法對局部放電進行監測可以全站定位，覆蓋面廣，并且靈敏度高，適合在線監測，因此成為了最有發展潛力的全站局部放電定位方法。但是，現有的定位方法都因自身的局限性而產生定位誤差，導致定位的位置不夠準確。
[0003]針對相關技術中的定位方法對局部放電的定位誤差較大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的在于提供一種局部放電定位方法、裝置及系統，以解決相關技術中的定位方法對局部放電的定位誤差較大的問題。
[0005]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種局部放電定位方法。該方法包括:采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號;根據局部放電信號確定位置測量值，其中，位置測量值為局部放電源的位置的測量值；以及根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值。
[0006]進一步地，在根據預設誤差補償模型對位置測量之執行誤差補償之前，該方法還包括:通過局部放電模擬器在預設位置執行局部放電實驗;采集特高頻天線陣列感應到的局部放電模擬器的局部放電實驗信號;根據局部放電實驗信號確定實驗位置測量值，其中，實驗位置測量值為局部放電模擬器的位置的測量值；以及通過預設算法根據預設位置和實驗位置測量值之間的誤差構造預設誤差補償模型。
[0007]進一步地，預設算法為Elman神經網絡算法，Elman神經網絡算法的網絡模型包括輸入層、隱含層、承接層和輸出層，通過預設算法根據預設位置和實驗位置測量值之間的誤差構造預設誤差補償模型包括:確定位置測量值的向量維度數，其中，向量維度數為特高頻天線陣列與局部放電源之間空間位置關系的向量的維度個數;確定Elman神經網絡算法的網絡模型的輸入層節點數和輸出層節點數為向量維度數；以及確定Elman神經網絡算法的網絡模型的隱含層層數、隱含層節點數、承接層層數、承接層節點數和輸出層節點數。
[0008]進一步地，通過預設算法根據預設位置和實驗位置測量值之間的誤差構造預設誤差補償模型包括:通過預設算法確定實驗位置測量值相對于預設位置的誤差分布規律;根據誤差分布規律構造誤差補償離散曲面；以及對誤差補償離散曲面執行連續化，得到預設誤差補償模型。
[0009]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種局部放電定位裝置。該裝置包括:采集單元，用于采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號;確定單元，用于根據局部放電信號確定位置測量值，其中，位置測量值為局部放電源的位置的測量值；以及執行單元，用于根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值。
[0010]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種局部放電定位系統。該系統包括:特高頻天線陣列，用于感應局部放電源的局部放電信號；信號采集芯片，與特高頻天線陣列相連接，用于采集局部放電信號；以及中央處理器，與信號采集芯片相連接，用于根據局部放電信號確定位置測量值，并根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值，其中，位置測量值為局部放電源的位置的測量值。
[0011]進一步地，該系統還包括:局部放電定位模擬器，用于在預設位置執行局部放電模擬實驗，其中，特高頻天線陣列用于感應局部放電定位模擬器的局部放電信號并產生局部放電實驗信號，中央處理器與局部放電定位模擬器相連接，用于確定預設位置，根據局部放電實驗信號確定實驗位置測量值，并根據預設位置與實驗位置測量值之間的誤差確定預設誤差補償模型，其中，實驗位置測量值為局部放電模擬器的位置的測量值。
[0012]進一步地，中央處理器包括:標定模塊，用于確定預設位置；以及通訊模塊，與局部放電定位模擬器執行通訊，用于將預設位置發送至局部放電定位模擬器。
[0013]進一步地，該系統還包括:信號處理器，與信號采集芯片相連接，用于對局部放電信號執行信號處理，得到局部放電處理信號，其中，中央處理器用于根據局部放電處理信號確定位置測量值。
[0014]進一步地，信號處理器包括:濾波器，與信號采集芯片相連接，用于對局部放電信號執行濾波處理;放大器，與濾波器和中央處理器相連接，用于對濾波器的輸出執行放大處理，得到局部放電處理信號，該系統還包括:示波器，與放大器相連接，用于顯示局部放電處理信號。
[0015]本發明通過采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號;根據局部放電信號確定位置測量值；以及根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值，其中，位置測量值為局部放電源的位置的測量值，解決了相關技術中的定位方法對局部放電的定位誤差較大的問題，進而達到了減小定位方法對局部放電的定位誤差效果O
【附圖說明】
[0016]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1是根據本發明實施例的局部放電定位方法的流程圖；
[0018]圖2是根據本發明實施例的局部放電定位裝置的示意圖；以及
[0019]圖3是根據本發明實施例的局部放電定位系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0021]為了使本技術領域的人員更好地理解本申請方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0022]需要說明的是，本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
[0023]本發明的實施例提供了一種局部放電定位方法。
[0024]圖1是根據本發明實施例的局部放電定位方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟:
[0025]步驟SlOl，采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號。
[0026]特高頻天線陣列用于感應局部放電源產生的局部放電信號。局部放電源可以是電力設備，例如，電纜、變壓器等。在發生局部放電時，會產生電信號，特高頻天線陣列可以感應局部放電信號。該實施例提供的局部放電定位方法采用特高頻電磁波定位方法對局部放電位置執行定位，首先需要采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號。
[0027]步驟S102，根據局部放電信號確定位置測量值。
[0028]位置測量值為局部放電源的位置的測量值。局部放電源與特高頻天線陣列之間具有相對位置關系，在采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號之后，根據局部放電信號確定位置測量值。
[0029]位置測量值可以是局部放電源與特高頻天線陣列之間的相對位置關系，以特高頻天線陣列作為定位的基準，確定局部放電源與特高頻天線陣列的相對位置。
[0030]例如，確定局部放電源距離特高頻天線陣列在徑向上的距離和方向角，通過徑向距離和方向角作為位置測量值來表征局部放電源與特高頻天線陣列之間的相對位置關系。
[0031]可選地，確定位置測量值也可以是通過GIS定位系統確定的，在特高頻天線陣列感應到局部放電信號之后，通過GIS定位系統對產生局部放電信號執行定位，得到位置測量值。
[0032]步驟S103，根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值。
[0033]在確定位置測量值之后，根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值。
[0034]根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償可以是通過預設誤差補償模型對位置測量值執行計算，得到誤差補償值，其中，預設誤差補償模型可以是誤差補償值與局部放電位置之間的關系的數學模型，由于準確的局部放電位置不可知，而位置測量值相對于位置測量值和實際的局部放電位置之間的誤差是一個較大的數值，因此，可以由位置測量值代替局部放電位置計算誤差補償值。
[0035]具體而言，預設誤差補償模型可以是一個映射公式，映射公式用于表征誤差補償值與局部放電位置之間的映射關系，預設誤差補償模型也可以是一個映射的表格，表格中包括多個位置測量值與誤差補償值的映射關系，可以通過在表格中查詢與位置測量值對應的值得到誤差補償值。
[0036]位置修正值為對位置測量值執行誤差補償之后得到的修正值。根據位置測量值與誤差補償值確定位置修正值可以是通過直接將位置測量值與誤差補償值相加得到位置修正值，其中，位置補償值可以帶有正負的符號，以表示誤差的方向。
[0037]該實施例提供的局部放電定位方法，通過采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號;根據局部放電信號確定位置測量值；以及根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值，其中，位置測量值為局部放電源的位置的測量值，解決了相關技術中的定位方法對局部放電的定位誤差較大的問題，進而達到了減小定位方法對局部放電的定位誤差效果。
[0038]在根據預設誤差補償模型對位置測量之執行誤差補償之前，需要確定誤差補償模型，確定誤差補償模型的方法可以是執行以下步驟:通過局部放電模擬器在預設位置執行局部放電實驗;采集特高頻天線陣列感應到的局部放電模擬器的局部放電實驗信號;根據局部放電實驗信號確定實驗位置測量值，其中，實驗位置測量值為局部放電模擬器的位置的測量值;通過預設算法根據預設位置和實驗位置測量值之間的誤差構造預設誤差補償模型。
[0039]通過在根據預設誤差補償模型對位置測量之執行誤差補償之前執行上述三個步驟，可以對預設定位系統進行標定，標定是指用標準的計量儀器對所使用的計量儀器的準確度進行檢測，通過在已知的實驗位置執行局部放電實驗，將預設定位系統監測得到的實驗位置測量值與已知的實驗位置進行對比，之間的差值可以視作預設定位系統定位產生的誤差。可以經過多次局部放電實驗得到在不同位置局部放電之后預設定位系統的誤差，以獲取預設定位系統的誤差與局部放電位置之間的分布規律。
[0040]優選地，預設算法為Elman神經網絡算法。Elman神經網絡算法的網絡模型包括輸入層、隱含層、承接層和輸出層。通過預設算法根據預設位置和實驗位置測量值之間的誤差構造預設誤差補償模型可以通過執行以下步驟實現:確定位置測量值的向量維度數，其中，向量維度數為特高頻天線陣列與局部放電源之間空間位置關系的向量的維度個數;確定Elman神經網絡算法的網絡模型的輸入層節點數和輸出層節點數為向量維度數；以及確定Elman神經網絡算法的網絡模型的隱含層層數、隱含層節點數、承接層層數、承接層節點數和輸出層節點數。
[0041]具體而言，通過預設算法根據預設位置和實驗位置測量值之間的誤差構造預設誤差補償模型可以是通過預設算法確定實驗位置測量值相對于預設位置的誤差分布規律，然后根據誤差分布規律構造誤差補償離散曲面，最后對誤差補償離散曲面執行連續化，得到預設誤差補償模型。
[0042]需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。
[0043]本發明的實施例還提供了一種局部放電定位裝置。需要說明的是，本發明實施例的局部放電定位裝置可以用于執行本發明的局部放電定位方法。
[0044]圖2是根據本發明實施例的局部放電定位裝置的示意圖。如圖2所示，該裝置包括采集單元10，確定單元20和執行單元30。
[0045]采集單元10用于采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號。
[0046]確定單元20用于根據局部放電信號確定位置測量值。
[0047]執行單元30用于根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值。其中，位置測量值為局部放電源的位置的測量值。
[0048]該實施例提供的局部放電定位裝置，通過采集單元10采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號，確定單元20根據局部放電信號確定位置測量值，執行單元30根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值，解決了相關技術中的定位方法對局部放電的定位誤差較大的問題，進而達到了減小定位方法對局部放電的定位誤差效果。
[0049]本發明的實施例還提供了一種局部放電定位系統。需要說明的是，本發明實施例的局部放電定位系統可以包括本發明的局部放電定位裝置。
[0050]圖3是根據本發明實施例的局部放電定位系統的示意圖。如圖3所示，該系統包括特高頻天線陣列100，信號采集芯片200和中央處理器300。
[0051]特高頻天線陣列100用于感應局部放電源的局部放電信號。
[0052]信號采集芯片200與特高頻天線陣列100相連接，用于采集局部放電信號。
[0053]中央處理器300與信號采集芯片200相連接，用于根據局部放電信號確定位置測量值，并根據預設誤差補償模型對位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值，其中，位置測量值為局部放電源的位置的測量值。
[0054]優選地，該系統還可以包括局部放電定位模擬器，用于在預設位置執行局部放電模擬實驗，其中，特高頻天線陣列用于感應局部放電定位模擬器的局部放電信號并產生局部放電實驗信號，中央處理器與局部放電定位模擬器相連接，用于確定預設位置，根據局部放電實驗信號確定實驗位置測量值，并根據預設位置與實驗位置測量值之間的誤差確定預設誤差補償模型，其中，實驗位置測量值為局部放電模擬器的位置的測量值。
[0055]中央處理器可以包括標定模塊和通訊模塊，標定模塊用于確定預設位置，通訊模塊與局部放電定位模擬器執行通訊，可以將預設位置發送至局部放電定位模擬器。
[0056]作為上述實施例的一個優選實施例，該系統還可以包括信號處理器，信號處理器與信號采集芯片相連接，可以對局部放電信號執行信號處理，得到局部放電處理信號，在得到局部放電處理信號之后，中央處理器可以根據局部放電處理信號確定位置測量值。
[0057]信號處理器可以包括濾波器和放大器，濾波器與信號采集芯片相連接，可以對局部放電信號執行濾波處理;放大器與濾波器和中央處理器相連接，可以對濾波器的輸出執行放大處理，得到局部放電處理信號，優選地，該系統還可以包括示波器，示波器與放大器相連接，用于顯示局部放電處理信號。
[0058]顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0059]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種局部放電定位方法，其特征在于，包括: 采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號； 根據所述局部放電信號確定位置測量值，其中，所述位置測量值為所述局部放電源的位置的測量值；以及 根據預設誤差補償模型對所述位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在根據預設誤差補償模型對所述位置測量之執行誤差補償之前，所述方法還包括: 通過局部放電模擬器在預設位置執行局部放電實驗； 采集所述特高頻天線陣列感應到的所述局部放電模擬器的局部放電實驗信號； 根據所述局部放電實驗信號確定實驗位置測量值，其中，所述實驗位置測量值為所述局部放電模擬器的位置的測量值；以及 通過預設算法根據所述預設位置和所述實驗位置測量值之間的誤差構造所述預設誤差補償模型。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預設算法為Elman神經網絡算法，所述Elman神經網絡算法的網絡模型包括輸入層、隱含層、承接層和輸出層，通過預設算法根據所述預設位置和所述實驗位置測量值之間的誤差構造所述預設誤差補償模型包括: 確定所述位置測量值的向量維度數，其中，所述向量維度數為所述特高頻天線陣列與所述局部放電源之間空間位置關系的向量的維度個數； 確定所述Elman神經網絡算法的網絡模型的輸入層節點數和輸出層節點數為所述向量維度數;以及 確定所述Elman神經網絡算法的網絡模型的隱含層層數、隱含層節點數、承接層層數、承接層節點數和輸出層節點數。4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，通過預設算法根據所述預設位置和所述實驗位置測量值之間的誤差構造所述預設誤差補償模型包括: 通過所述預設算法確定所述實驗位置測量值相對于所述預設位置的誤差分布規律； 根據所述誤差分布規律構造誤差補償離散曲面；以及 對所述誤差補償離散曲面執行連續化，得到所述預設誤差補償模型。5.一種局部放電定位裝置，其特征在于，包括: 采集單元，用于采集特高頻天線陣列感應到的局部放電源的局部放電信號； 確定單元，用于根據所述局部放電信號確定位置測量值，其中，所述位置測量值為所述局部放電源的位置的測量值；以及 執行單元，用于根據預設誤差補償模型對所述位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值。6.一種局部放電定位系統，其特征在于，包括: 特高頻天線陣列，用于感應局部放電源的局部放電信號； 信號采集芯片，與所述特高頻天線陣列相連接，用于采集所述局部放電信號；以及中央處理器，與所述信號采集芯片相連接，用于根據所述局部放電信號確定位置測量值，并根據預設誤差補償模型對所述位置測量值執行誤差補償，得到位置修正值，其中，所述位置測量值為所述局部放電源的位置的測量值。7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括: 局部放電定位模擬器，用于在預設位置執行局部放電模擬實驗， 其中，所述特高頻天線陣列用于感應所述局部放電定位模擬器的局部放電信號并產生局部放電實驗信號，所述中央處理器與所述局部放電定位模擬器相連接，用于確定所述預設位置，根據所述局部放電實驗信號確定實驗位置測量值，并根據所述預設位置與所述實驗位置測量值之間的誤差確定所述預設誤差補償模型，其中，所述實驗位置測量值為所述局部放電模擬器的位置的測量值。8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述中央處理器包括: 標定模塊，用于確定所述預設位置；以及 通訊模塊，與所述局部放電定位模擬器執行通訊，用于將所述預設位置發送至所述局部放電定位模擬器。9.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括: 信號處理器，與所述信號采集芯片相連接，用于對所述局部放電信號執行信號處理，得到局部放電處理信號，其中，所述中央處理器用于根據所述局部放電處理信號確定所述位置測量值。10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于， 所述信號處理器包括:濾波器，與所述信號采集芯片相連接，用于對所述局部放電信號執行濾波處理;放大器，與所述濾波器和所述中央處理器相連接，用于對所述濾波器的輸出執行放大處理，得到所述局部放電處理信號， 所述系統還包括:示波器，與所述放大器相連接，用于顯示所述局部放電處理信號。
【文檔編號】G01R31/12GK106019098SQ201610425473
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】石磊, 李偉, 李明憶, 段大鵬, 董方舟, 楊芮, 于希娟, 周宇
【申請人】國網北京市電力公司, 國家電網公司