[發明專利]一種基于多神經網絡的局部放電時延計算誤差補償方法

在審

• 申請號: 201710515442.3
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107271868A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 李剛;李林;孫承超;李峰;張衛東;邱衛;孫源文;徐斌;孔亮;周南;羅林根;盛戈皞
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山東省電力公司威海供電公司;上海交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙)31228
• 代理人: 楊丹莉,李丹

技術領域

本發明涉及電力設備監控領域，尤其涉及一種基于多神經網絡的局部放電時延計算誤差補償方法及基于多神經網絡的局部放電定位系統。

背景技術

局部放電是引起電力設備絕緣故障的主要原因之一。在電力設備投入運行后，絕緣劣化的存在往往會導致局部放電的發生，而局部放電反過來會加劇絕緣劣化的程度，甚至會導致絕緣擊穿，形成惡性循環，進而導致重大事故的發生。對局部放電的放電源位置進行定位，可以及時地發現電力設備的故障位置，提高檢修的效率，有效避免重大事故的發生，并且可以有效節約人力成本，因此局部放電的準確定位有重大意義。

基于特高頻(UHF)信號的定位法具有抗干擾性強、靈敏度高、可遠距離檢測等優點，近年來已被國內外學者廣泛研究。基于特高頻信號的定位法是通過若干傳感器分別采集放電源發出的特高頻局部放電信號，基于時延算法計算各個傳感器接收到的特高頻局部放電信號之間的時延值，然后基于時延值確定放電源位置坐標，因此時延值的計算準確度將大大影響到局部放電的定位準確度。

傳統的時延統計算法主要有閾值法、能量積累法和相關估計法等。為了在傳統算法的基礎上進一步提高定位準確度，一些改進型算法相繼被提出，如雙譜估計算法、高階統計量法、插值相關法等，但是這些算法依舊受限于采樣精度和現場干擾的影響，實際使用效果不佳，所得時延值準確度不高，從而導致局部放電定位的準確度也不高。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種基于多神經網絡的局部放電時延計算誤差補償方法，其能夠補償局部放電時延的計算誤差，提高時延值準確度。

基于上述目的，本發明提供了一種基于多神經網絡的局部放電時延計算誤差補償方法，其包括步驟：

(1)將局部放電信號測量范圍內的空間劃分為多個空間區域；

(2)采集分布在所述多個空間區域內的放電源位置已知的若干樣本局部放電信號，基于時延算法計算相應的樣本時延值；

(3)基于所述已知的放電源位置計算所述若干樣本局部放電信號的理論時延值；

(4)分別對應所述多個空間區域訓練多個神經網絡，其中每個神經網絡以其對應的空間區域相應的所述樣本時延值為樣本輸入，以其對應的空間區域相應的所述理論時延值為期望輸出進行訓練；

(5)采集放電源位置待定的局部放電信號，基于時延算法計算相應的初步時延值，并基于該初步時延值確定所述局部放電信號的初步放電源位置；

(6)將所述初步時延值輸入所述初步放電源位置對應的所述神經網絡，所述神經網絡補償所述初步時延值的誤差，輸出最終時延值。

本發明所述的基于多神經網絡的局部放電時延計算誤差補償方法，其采用與現有技術中的對時延算法作進一步改進完全不同的構思，即利用神經網絡學習并模擬局部放電信號的時延計算誤差分布，構建時延誤差補償曲面，通過神經網絡補償初步時延值的誤差，從而提高時延值準確度。此外，本發明還將局部放電信號測量范圍內的空間劃分為多個空間區域，針對每個空間區域單獨訓練相應的神經網絡。

所述步驟(6)中，本方法可以基于已有的定位系統進行誤差補償，對于空間中的局部放電，定位系統首先會計算出初步的定位結果，并根據該初步的定位結果選擇相應空間區域對應的神經網絡進行誤差補償。

所述神經網絡優選RBF(徑向基)神經網絡，其能夠全局無限逼近非線性誤差函數，并且網絡結構簡單，高度容錯，訓練快速易行，非常適合應用于數據誤差修正。局部放電信號時差值的誤差是復雜的非線性函數，RBF(徑向基)神經網絡是一種前向網絡，能夠以任意精度擬合非線性函數；與BP神經網絡相比，不會陷入擬合到局部最優解的問題；同時由于RBF神經網絡結構緊湊，易于構造，訓練速度塊，更適合在工程實踐中應用。因此本發明優選RBF神經網絡進行誤差修正。

本發明所述的基于多神經網絡的局部放電時延計算誤差補償方法可以用于基于多神經網絡的局部放電定位系統的時延值計算，從而提高基于多神經網絡的局部放電定位系統的時延值準確度，進而提高基于多神經網絡的局部放電定位系統的定位準確度。

進一步地，本發明所述的基于多神經網絡的局部放電時延計算誤差補償方法中，所述步驟(2)和步驟(5)中的時延算法為同一時延算法。

進一步地，本發明所述的基于多神經網絡的局部放電時延計算誤差補償方法中，所述時延算法包括閾值法、能量積累法、相關估計法、雙譜估計算法、高階統計量法以及插值相關法中的至少其中之一。

進一步地，本發明所述的基于多神經網絡的局部放電時延計算誤差補償方法中，通過固定位于不同位置的若干傳感器采集局部放電信號。