【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電能計量，尤其是一種電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在實際運行中，電能表經(jīng)常會受到各種外部環(huán)境因素的影響，其中工頻磁場的干擾尤為顯著。工頻磁場來源廣泛，包括電力設(shè)備運行、輸電線路、電力變壓器等，這些磁場干擾可能導(dǎo)致電能表計量誤差，甚至影響其正常工作。因此，如何在實驗室環(huán)境中精確模擬和調(diào)控工頻磁場，進(jìn)行全面準(zhǔn)確的電能表測試，成為當(dāng)前研究的一個重要課題。
2、目前，市場對電能表的需求不斷增長，電能表的種類和規(guī)格也日益增多。不同類型和用途的電能表對測試條件和標(biāo)準(zhǔn)的要求各不相同，傳統(tǒng)的測試方法和設(shè)備難以滿足這種多樣化和精細(xì)化的測試需求。傳統(tǒng)測試方法通常依賴于固定的測試環(huán)境和條件，缺乏靈活性和自適應(yīng)能力，無法實時調(diào)整測試方案以適應(yīng)不同電能表的技術(shù)規(guī)格和測試要求。此外，傳統(tǒng)測試方法在數(shù)據(jù)采集、處理和分析方面存在一定的局限性，難以充分利用現(xiàn)代數(shù)智化技術(shù)進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)處理和深度分析，從而限制了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和全面性。
3、現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：缺乏多尺度分解手段，難以精確捕捉信號的頻率特性，無法識別磁場的頻率成分和變化規(guī)律，導(dǎo)致調(diào)控基礎(chǔ)薄弱；無法動態(tài)調(diào)整控制增益和預(yù)測誤差，用于電能表工頻磁場實時調(diào)控測試的系統(tǒng)的自適應(yīng)性和精確性不足，調(diào)控效果不理想；磁場發(fā)生器的輸出不穩(wěn)定，無法保持實驗室中的工頻磁場強(qiáng)度和分布的穩(wěn)定和可控，導(dǎo)致對電能表故障預(yù)警和性能優(yōu)化的支持能力不足。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本專利技術(shù)提供
2、為此，本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案。
3、第一方面，本專利技術(shù)提供一種電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其包括步驟：
4、s1、實時監(jiān)測實驗室中的工頻磁場強(qiáng)度和分布數(shù)據(jù)，并進(jìn)行磁場數(shù)據(jù)預(yù)處理，通過頻域多尺度分解算法，捕捉磁場信號的頻率特性，在頻域分析的基礎(chǔ)上，使用多層嵌套自適應(yīng)反饋控制算法，實時調(diào)整磁場發(fā)生器的輸出，實現(xiàn)精確的磁場調(diào)控；
5、s2、將測試數(shù)據(jù)上傳至云平臺，并利用多維模糊邏輯算法動態(tài)調(diào)整測試方案，通過增強(qiáng)型時序預(yù)測算法，生成隱變量并進(jìn)行時序預(yù)測，評估電能表在工頻磁場環(huán)境下的性能參數(shù)，為電能表的實時調(diào)控測試提供支持。
6、進(jìn)一步地，所述s1，具體包括：采集的原始數(shù)據(jù)通過磁場傳感器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括去噪、濾波和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，對校準(zhǔn)后的磁場數(shù)據(jù)通過頻域多尺度分解算法進(jìn)行處理，將時間域信號分解為多個頻域信號分量。
7、更進(jìn)一步地，所述s1中，所述頻域多尺度分解算法采用的公式如下：
8、
9、其中，為第n個頻率分量，表示磁場信號在頻率域中對應(yīng)的信號強(qiáng)度；表示頻率；為第k個時間采樣點的信號強(qiáng)度；為采樣點總數(shù)；；表示時間；是頻率分量的索引。
10、進(jìn)一步地，所述s1中，所述的多層嵌套自適應(yīng)反饋控制算法分為三層：第一層為頻域自適應(yīng)調(diào)控器，根據(jù)頻域多尺度分解算法的頻域分析結(jié)果，動態(tài)調(diào)整控制增益，得到頻域控制信號；第二層為時域預(yù)測控制器，在第一層頻域控制信號的基礎(chǔ)上，通過時域預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測調(diào)節(jié)，得到時域控制信號；第三層為組合優(yōu)化調(diào)控器，將頻域和時域控制信號結(jié)合，通過遺傳算法優(yōu)化控制信號，確保全局最優(yōu)。
11、進(jìn)一步地，所述s2中，通過增強(qiáng)型時序預(yù)測算法進(jìn)行挖掘和模式識別，所述增強(qiáng)型時序預(yù)測算法結(jié)合深度卷積變分自編碼器與多層感知器，對輸入的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積和編碼操作，卷積和編碼后的數(shù)據(jù)通過變分自編碼器生成隱變量。
12、更進(jìn)一步地，所述s2中，所述的隱變量經(jīng)過自適應(yīng)多尺度變換，捕捉數(shù)據(jù)的多尺度特性，捕捉隱變量之間的多尺度依賴關(guān)系，對多尺度變換后的隱變量進(jìn)行非線性映射處理，進(jìn)一步提取其特征。
13、再進(jìn)一步地，所述s2中，結(jié)合非線性映射輸出，通過動態(tài)時間扭曲對齊不同尺度的數(shù)據(jù)，解決不同尺度數(shù)據(jù)之間的時間對齊問題，通過結(jié)合狀態(tài)轉(zhuǎn)移和觀測模型，對動態(tài)時間扭曲后的數(shù)據(jù)進(jìn)行時序預(yù)測，生成對未來時刻的預(yù)測。
14、進(jìn)一步地，所述s2中，融合非線性映射和動態(tài)時間扭曲輸出，生成時序預(yù)測結(jié)果，確保對復(fù)雜時序依賴關(guān)系和非線性特征的準(zhǔn)確捕捉；根據(jù)時序預(yù)測結(jié)果，生成相應(yīng)的磁場調(diào)控策略。
15、更進(jìn)一步地，所述s2中，所述的磁場調(diào)控策略包括：
16、調(diào)整磁場強(qiáng)度：根據(jù)預(yù)測的電能表性能參數(shù)，增大或減小磁場強(qiáng)度，以確保電能表的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性；
17、調(diào)整磁場頻率：根據(jù)電能表的響應(yīng)時間和故障預(yù)測，調(diào)整磁場的頻率，以避免電能表在特定頻率下出現(xiàn)異常；
18、優(yōu)化磁場分布：根據(jù)電能表在不同位置的響應(yīng)，調(diào)整實驗室內(nèi)工頻磁場的分布，確保每個電能表受力均勻。
19、第二方面，本專利技術(shù)提供一種電能表工頻磁場實時調(diào)控測試系統(tǒng)，其用于上述電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其包括：
20、磁場調(diào)控單元：實時監(jiān)測實驗室中的工頻磁場強(qiáng)度和分布數(shù)據(jù)，并進(jìn)行磁場數(shù)據(jù)預(yù)處理，通過頻域多尺度分解算法，捕捉磁場信號的頻率特性，在頻域分析的基礎(chǔ)上，使用多層嵌套自適應(yīng)反饋控制算法，實時調(diào)整磁場發(fā)生器的輸出，實現(xiàn)精確的磁場調(diào)控；
21、時序預(yù)測單元：將測試數(shù)據(jù)上傳至云平臺，并利用多維模糊邏輯算法動態(tài)調(diào)整測試方案，通過增強(qiáng)型時序預(yù)測算法，生成隱變量并進(jìn)行時序預(yù)測，評估電能表在工頻磁場環(huán)境下的性能參數(shù)，為電能表的實時調(diào)控測試提供支持。
22、本專利技術(shù)具有的有益效果是：
23、1、通過頻域多尺度分解算法，將時間域信號分解為多個頻域信號分量，能夠更精確地捕捉信號的頻率特性，識別磁場的頻率成分和變化規(guī)律，為后續(xù)的磁場調(diào)控提供了可靠的基礎(chǔ)；設(shè)計了一種多層嵌套自適應(yīng)反饋控制算法，分為頻域自適應(yīng)調(diào)控器、時域預(yù)測控制器和組合優(yōu)化調(diào)控器三層，頻域自適應(yīng)調(diào)控器動態(tài)調(diào)整控制增益，時域預(yù)測控制器通過引入未來一段時間的預(yù)測誤差提高控制信號的預(yù)見性和穩(wěn)定性，組合優(yōu)化調(diào)控器通過遺傳算法確保全局最優(yōu)，從而實現(xiàn)了對磁場的最佳調(diào)控。
24、2、通過多層嵌套自適應(yīng)反饋控制算法，磁場發(fā)生器能夠?qū)崟r調(diào)整輸出，確保實驗室中的工頻磁場強(qiáng)度和分布保持穩(wěn)定和可控。所有測試數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)實時上傳至云平臺，利用多維模糊邏輯算法，根據(jù)電能表的技術(shù)規(guī)格和測試要求，動態(tài)調(diào)整測試方案，確保測試的全面性和準(zhǔn)確性；在云平臺上，測試數(shù)據(jù)通過增強(qiáng)型時序預(yù)測算法進(jìn)行深度挖掘和模式識別。結(jié)合深度卷積變分自編碼器與多尺度非線性映射及動態(tài)時間扭曲算法，能夠準(zhǔn)確捕捉復(fù)雜時序依賴關(guān)系和非線性特征，生成對未來時刻的預(yù)測。通過對預(yù)測結(jié)果的分析，識別出電能表可能出現(xiàn)的異常情況或性能下降的趨勢。
25、3、本專利技術(shù)不僅提升了電能表測試的準(zhǔn)確性和全面性，還增強(qiáng)了對電能表故障預(yù)警和性能優(yōu)化的支持能力。從磁場監(jiān)測與調(diào)控到數(shù)據(jù)上傳與處理，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述S1，具體包括：采集的原始數(shù)據(jù)通過磁場傳感器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括去噪、濾波和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，對校準(zhǔn)后的磁場數(shù)據(jù)通過頻域多尺度分解算法進(jìn)行處理，將時間域信號分解為多個頻域信號分量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述S1中，所述頻域多尺度分解算法采用的公式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述S1中，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述S2中，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述S2中，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述S2中，結(jié)合非線性映射輸出，通過動態(tài)時間扭曲對齊不同尺度的數(shù)據(jù)，解決不同尺度數(shù)據(jù)之間的時間對齊問題，通過結(jié)合狀態(tài)轉(zhuǎn)移和觀
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述S2中，融合非線性映射和動態(tài)時間扭曲輸出，生成時序預(yù)測結(jié)果，確保對復(fù)雜時序依賴關(guān)系和非線性特征的準(zhǔn)確捕捉；根據(jù)時序預(yù)測結(jié)果，生成相應(yīng)的磁場調(diào)控策略。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述S2中，所述的磁場調(diào)控策略包括：
10.一種電能表工頻磁場實時調(diào)控測試系統(tǒng)，其用于執(zhí)行權(quán)利要求1-9任一項所述電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述s1，具體包括：采集的原始數(shù)據(jù)通過磁場傳感器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括去噪、濾波和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，對校準(zhǔn)后的磁場數(shù)據(jù)通過頻域多尺度分解算法進(jìn)行處理，將時間域信號分解為多個頻域信號分量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述s1中，所述頻域多尺度分解算法采用的公式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述s1中，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，所述s2中，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電能表工頻磁場實時調(diào)控測試方法，其特征在于，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳歡軍，李熊，劉思，徐韜，楊思潔，祝恩國，盧繼哲，徐開，周佑，謝澤楠，陸艷，楊依睿，孔德政，黃星堯，徐一帆，孫舒瑤，胡瑛俊，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)浙江省電力有限公司營銷服務(wù)中心，
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