【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及高頻局放識別，尤其涉及一種高頻局放類型識別方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在電力設(shè)備的運行過程中，局部放電(局放)是判斷設(shè)備絕緣狀態(tài)的重要指標(biāo)。局放信號的有效檢測與分析對于保障電力設(shè)備的安全運行至關(guān)重要。傳統(tǒng)的局放信號檢測技術(shù)大致可以分為以下幾種方法：時間域分析、頻域分析以及混合分析。上述方法各有其優(yōu)缺點，但普遍存在一些不足之處：
2、1、傳統(tǒng)局放檢測系統(tǒng)通常采用單通道信號采集方法，這種方法往往難以全面實現(xiàn)所有的局放信息；由于局放信號可能在多個頻率范圍內(nèi)存在，因此單通道采集可能遺漏部分關(guān)鍵信號，導(dǎo)致后續(xù)分析的不全面；
3、2、噪聲處理不足：在實際應(yīng)用中，局放信號通常伴隨有大量噪聲；傳統(tǒng)的噪聲去除方法可能無法有效分離高頻和低頻信號，導(dǎo)致信號處理不徹底；這會影響對局放信號的準(zhǔn)確性和可靠性；
4、3、現(xiàn)有系統(tǒng)大多使用固定的閾值來判斷局放信號的嚴(yán)重性，這種靜態(tài)閾值無法適應(yīng)不同工作環(huán)境中的信號變化，可能導(dǎo)致誤報或漏報；
5、4、傳統(tǒng)的頻譜分析方法通常無法動態(tài)調(diào)整閾值，且對頻譜特征的提取和能量比的計算可能不夠精細(xì)，導(dǎo)致信號分類和識別不夠準(zhǔn)確。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術(shù)的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和專利技術(shù)名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和專利技術(shù)名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本專利技術(shù)的范圍。
2、因此，為解決上述技術(shù)問
3、s1：使用多通道并行采集局放信號，確保實現(xiàn)全面的信號信息采集；
4、s2：對采集到的信號進(jìn)行噪聲去除，并按照頻率特性進(jìn)行分離，提取不同頻率范圍內(nèi)的信號特征；
5、s3：對信號進(jìn)行頻譜分析，計算高頻信號能量和低頻噪聲能量的比值，作為后續(xù)閾值調(diào)整的重要依據(jù)；
6、s4：在動態(tài)閾值調(diào)整模型內(nèi)輸入高頻與低頻信號的比值，自動設(shè)定不同的識別閾值；
7、s5：根據(jù)實時采集到的信號頻率分布動態(tài)調(diào)整閾值，確保系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境噪聲和局放信號強(qiáng)度靈活調(diào)整，提高了系統(tǒng)的魯棒性和準(zhǔn)確性；
8、s6：利用調(diào)整后的閾值，對局放信號進(jìn)行模式匹配和類型識別，并在檢測到異常局放信號時，系統(tǒng)自動觸發(fā)報警機(jī)制，提供實時警報。
9、作為本專利技術(shù)所述高頻局放類型識別方法的一種優(yōu)選方案，其中：在步驟s1中，目標(biāo)設(shè)備附近布置有多個高頻傳感器，多個高頻傳感器同時采集不同頻率范圍內(nèi)的高頻局部放電信號。
10、作為本專利技術(shù)所述高頻局放類型識別方法的一種優(yōu)選方案，其中：在步驟s2中，采用自適應(yīng)濾波技術(shù)，根據(jù)噪聲的特性動態(tài)調(diào)整濾波參數(shù)，確保保留高頻局放信號，同時去除低頻環(huán)境噪聲。
11、作為本專利技術(shù)所述高頻局放類型識別方法的一種優(yōu)選方案，其中：經(jīng)過濾波和分離的信號進(jìn)行頻譜分析，得到高頻段(局放信號)和低頻段(噪聲)的能量，設(shè)定ehigh表示高頻信號的總能量、elow表示低頻噪聲的總能量，p(f)為信號的功率譜密度函數(shù)，用于描述信號在各個頻率上的能量分布，通過頻譜分析得到；
12、對于某一頻段內(nèi)的能量計算，定義為頻譜功率p(f)在該頻段內(nèi)的積分，則：
13、高頻信號能量：
14、低頻噪聲能量：
15、其中，fhigh,max和fhigh,min為高頻信號的頻率范圍，flow,max和flow,min為低頻噪聲的頻率范圍；
16、高頻信號能量與低頻噪聲能量的比值的計算公式為：
17、系統(tǒng)根據(jù)該比值r動態(tài)調(diào)整識別閾值。
18、作為本專利技術(shù)所述高頻局放類型識別方法的一種優(yōu)選方案，其中：比值r越高，表明局放信號的強(qiáng)度越顯著；比值r越低，可能意味著低頻噪聲較強(qiáng)，影響識別效果。
19、作為本專利技術(shù)所述高頻局放類型識別方法的一種優(yōu)選方案，其中：在步驟s4中，根據(jù)高頻信號能量與低頻噪聲能量的比值r，將r值代入動態(tài)調(diào)整的閾值函數(shù)t(r)，調(diào)整系統(tǒng)的靈敏度；
20、預(yù)先設(shè)定以下變量和參數(shù)：
21、fcut：截斷頻率參數(shù)，用于調(diào)整高頻響應(yīng)的截止頻率；α：高頻部分的衰減系數(shù)，用于調(diào)整高頻信號的影響；β：高頻部分的非線性參數(shù)，用于調(diào)整高頻功率譜的影響；γ：低頻部分的調(diào)整參數(shù)，用于調(diào)整低頻信號對最終閾值的影響；λ：用于控制r衰減程度的參數(shù)；n：級數(shù)的上限，用于計算泊松級數(shù)的和，具體步驟如下：
22、t(r)的計算公式如下：
23、
24、在上述公式中：
25、表示對高頻段進(jìn)行積分，e-αf表示高頻信號的指數(shù)衰減，反映實際信號能量隨頻率增加的遞減趨勢；分母通過對信號頻率響應(yīng)的修正，校正頻率響應(yīng)，使其更加符合高頻信號的實際能量分布情況；
26、該部分為對低頻段能量的積分，該部分適當(dāng)增加低頻噪聲部分的權(quán)重，反映噪聲對信號的潛在影響；
27、該部分為泊松級數(shù)的求和，反映了信號能量比r對于系統(tǒng)閾值調(diào)整的影響；當(dāng)能量比值r較大時，表示高頻信號占主導(dǎo)，系統(tǒng)閾值越低，系統(tǒng)靈敏度較高；當(dāng)能量比值r較小時，表示低頻噪聲較強(qiáng)，系統(tǒng)閾值越高，系統(tǒng)降低靈敏度以減少誤報；
28、公式值域：t(r)的值域為正實數(shù)，用于動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)閾值。
29、作為本專利技術(shù)所述高頻局放類型識別方法的一種優(yōu)選方案，其中：在步驟s5中，將計算出的t(r)值作為識別閾值threshold，更新系統(tǒng)的閾值設(shè)置，使得系統(tǒng)能夠依據(jù)新閾值進(jìn)行信號識別和分類。
30、作為本專利技術(shù)所述高頻局放類型識別方法的一種優(yōu)選方案，其中：將步驟s5中得到的識別閾值threshold與信號特征進(jìn)行比較，如果信號特征值(如高頻能量或其它相關(guān)特征)未超過閾值，則識別為正常信號或無局放信號；如果信號特征值(如高頻能量或其它相關(guān)特征)超過閾值，則識別為局放信號，且系統(tǒng)進(jìn)一步分析信號的特征，以確定其具體類型。
31、作為本專利技術(shù)所述高頻局放類型識別方法的一種優(yōu)選方案，其中：在步驟s6中，使用分類算法(如支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)將信號劃分為不同的類型(例如，根據(jù)頻譜特征和信號強(qiáng)度，將信號分類為不同的故障類型或正常狀態(tài))，例如“氣泡放電”或“局部放電”；將分類結(jié)果輸出到系統(tǒng)的顯示界面或存儲到數(shù)據(jù)庫中，結(jié)果包括信號的識別結(jié)果、分類標(biāo)簽以及相關(guān)的信號特征，例如，“信號狀態(tài)：正常”。
32、本專利技術(shù)還提供了上述所述高頻局放類型識別系統(tǒng)，上述高頻局放類型識別方法是基于該系統(tǒng)實現(xiàn)的，系統(tǒng)包括傳感器模塊，包括用于高頻信號采集的多通道傳感器；信號處理模塊包括信號去噪單元、頻率分析單元和閾值調(diào)整單元；機(jī)器學(xué)習(xí)模塊，用于自適應(yīng)學(xué)習(xí)和歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練；報警與輸出模塊，用于結(jié)果輸出和報警提示的接口。
33、本專利技術(shù)的有益效果：
34、本專利技術(shù)采用多通道采集和精細(xì)的信號處理方式，能夠全面捕捉局放信號，減少信號遺漏，提高檢測本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種高頻局放類型識別方法，其特征在于：包括以下具體的步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：在步驟S1中，目標(biāo)設(shè)備附近布置有多個高頻傳感器，多個高頻傳感器同時采集不同頻率范圍內(nèi)的高頻局部放電信號。
3.如權(quán)利要求2所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：在步驟S2中，采用自適應(yīng)濾波技術(shù)，根據(jù)噪聲的特性動態(tài)調(diào)整濾波參數(shù)，確保保留高頻局放信號，同時去除低頻環(huán)境噪聲。
4.如權(quán)利要求3所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：經(jīng)過濾波和分離的信號進(jìn)行頻譜分析，得到高頻信號和低頻噪聲的能量，設(shè)定Ehigh表示高頻信號的總能量、Elow表示低頻噪聲的總能量，P(f)為信號的功率譜密度函數(shù)；
5.如權(quán)利要求4所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：比值R越高，表明局放信號的強(qiáng)度越顯著；比值R越低，表明低頻噪聲較強(qiáng)，影響識別效果。
6.如權(quán)利要求5所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：在步驟S4中，根據(jù)高頻信號能量與低頻噪聲能量的比值R，將R值代入動態(tài)調(diào)整的閾值函數(shù)T(R)，調(diào)整系統(tǒng)的靈敏度，具體步驟如下：
7.如權(quán)利要求6所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：在步驟S5中，將計算出的T(R)值作為識別閾值Threshold，更新系統(tǒng)的閾值設(shè)置，使得系統(tǒng)能夠依據(jù)新閾值進(jìn)行信號識別和分類。
8.如權(quán)利要求7所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：將步驟S5中得到的識別閾值Threshold與信號特征進(jìn)行比較，如果信號特征值未超過閾值，則識別為正常信號或無局放信號；如果信號特征值超過閾值，則識別為局放信號，且系統(tǒng)進(jìn)一步分析信號的特征，以確定其具體類型。
9.如權(quán)利要求8所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：在步驟S6中，使用分類算法將信號劃分為不同的類型，例如“氣泡放電”或“局部放電”；將分類結(jié)果輸出到系統(tǒng)的顯示界面或存儲到數(shù)據(jù)庫中，結(jié)果包括信號的識別結(jié)果、分類標(biāo)簽以及相關(guān)的信號特征，例如，“信號狀態(tài)：正常”。
10.如權(quán)利要求9所述的高頻局放類型識別系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括傳感器模塊，包括用于高頻信號采集的多通道傳感器；信號處理模塊包括信號去噪單元、頻率分析單元和閾值調(diào)整單元；機(jī)器學(xué)習(xí)模塊，用于自適應(yīng)學(xué)習(xí)和歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練；報警與輸出模塊，用于結(jié)果輸出和報警提示的接口。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高頻局放類型識別方法，其特征在于：包括以下具體的步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：在步驟s1中，目標(biāo)設(shè)備附近布置有多個高頻傳感器，多個高頻傳感器同時采集不同頻率范圍內(nèi)的高頻局部放電信號。
3.如權(quán)利要求2所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：在步驟s2中，采用自適應(yīng)濾波技術(shù)，根據(jù)噪聲的特性動態(tài)調(diào)整濾波參數(shù)，確保保留高頻局放信號，同時去除低頻環(huán)境噪聲。
4.如權(quán)利要求3所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：經(jīng)過濾波和分離的信號進(jìn)行頻譜分析，得到高頻信號和低頻噪聲的能量，設(shè)定ehigh表示高頻信號的總能量、elow表示低頻噪聲的總能量，p(f)為信號的功率譜密度函數(shù)；
5.如權(quán)利要求4所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：比值r越高，表明局放信號的強(qiáng)度越顯著；比值r越低，表明低頻噪聲較強(qiáng)，影響識別效果。
6.如權(quán)利要求5所述的高頻局放類型識別方法，其特征在于：在步驟s4中，根據(jù)高頻信號能量與低頻噪聲能量的比值r，將r值代入動態(tài)調(diào)整的閾值函數(shù)t(r)，調(diào)整系統(tǒng)的靈敏度，具體步驟如下：
7.如...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周旭峰，
申請(專利權(quán))人：南京中大智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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