[發明專利]一種瞬態恢復電壓波形包絡線特征參數的提取方法

有效

• 申請號: 201811305828.2
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109709476B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 張玲;洪深;周文杰;汪海波;鄭占鋒;瞿哲奕
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院有限公司;國網電科院檢測認證技術有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種瞬態恢復電壓波形包絡線特征參數的提取方法，其特征在于，該提取方法包括以下步驟：上傳試驗電壓等級、試驗方式和TRV波形數據；對上傳的數據進行處理，確定TRV包絡線的組成，根據TRV包絡線的組成對TRV波形進行相應的特征提取，得到包絡線特征參數；顯示包絡線以及包絡線特征參數線；

所述對上傳的數據進行處理的具體過程如下：

S1：讀取標準關于預期TRV特征參數的表格、試驗電壓等級、試驗方式和TRV波形數據，提取標準規定的包絡線特征值u_1-s，t_1-s；或u_c-s，t_3-s；其中，t_1-s為標準規定的到達TRV第一參考電壓u_1-s的時間，u_1-s為標準規定的第一參考電壓，t_3-s為標準規定的到達TRV參考電壓u_c-s的時間，u_c-s為標準規定的TRV峰值電壓；TRV波形數據時間存儲的行向量為t_TRV，電壓值存儲的行向量為u_TRV；

S2：對TRV波形進行一階數值微分和二階數值微分，結果分別記為u_TRVd-d1和u_TRVd-d2，u_TRVd-d1記錄了波形上每個點的斜率，u_TRVd-d2記錄了波形上每個點斜率的變化速度；

S3：根據u_TRVd-d2的元素值確定TRV波形的拐點，拐點的時間軸坐標向量集合為flex_point，flex_point＝[t_f1，t_f2…t_fn]，t_f1＜t_f2…＜t_fn；

S4：獲得TRV波形線中u_TRV值最大的點(t_max，u_max)，則第三條與TRV波形相切直線的數學表達式為u＝u_max；

S5：t_1-s≠0時，確定t_1-s在TRV波形中對應的點(t_ini，u_ini)，或t_1-s＝0時，確定t_3-s在TRV波形中對應的點(t_ini，u_ini)；點f1對應的坐標為(t_f1，u_f1)，若t_f1≥t_ini則TRV波形不滿足要求，求解結束，若t_f1＜t_ini則以(t_ini，u_ini)為起點，以(t_f1，u_f1)為終點，向時間減小的方向，逐點計算TRV波形上每點到原點的直線的斜率，確定第一條與TRV波形相切直線的切點(t_linel，u_linel)，則第一條與TRV波形線相切直線的斜率為數學表達式為：u＝k_line1·t；

S6：在區間[0，t_f1]內依次計算TRV波形上每點切線的斜率，獲取斜率為k_line2的點(t_line2，u_line2)，k_line2＝k_line1，則第二條與TRV波形線相切直線的數學表達式為：u＝k_line2·(t-t_line2)+u_line2；

S7：t_1-s≠0時，轉至S8，t_1-s＝0時，轉至S11；

S8：[t_line1，t_max]內flex_point的元素數量為n₂，若n₂＝2，轉至S9，反之轉至S10；

S9：記兩個拐點分別為f₂與f₃，時間軸坐標分別為t_f2與t_f3，從點(t_max，u_max)開始，向時間減小的方向，逐點計算TRV波形上每點切線表達式，并計算在[t_line1，t_f2]區間內表達式所求電壓值與TRV值的差值，根據差值確定第四條與TRV波形相切直線切點(t_line4，u_line4)，第四切線的斜率為k_line4＝u_{TRVd -d1}(t_line4)，第四切線的數學表達式為：u＝k_line4(t-t_line4)+u_line4；轉至S12；

S10：在區間[t_line1，t_max]內逐次取一點，計算TRV波形上該點切線的斜率，確定該點與TRV相切的切線的表達式，該切線與第一切線、TRV波形在切點左側圍成封閉區域，用數值積分計算其面積，記為area₁；該切線與第三切線、TRV波形在切點右側圍成封閉區域，用數值積分計算其面積，記為area₂，當area₁≈area₂時，確定第四條與TRV波形線相切直線的切點(t_line4，u_line4)，第四切線的斜率為k_line4＝u_{TRVd -d1}(t_line4)，第四切線的數學表達式為u＝k_line4(t-t_line4)+u_line4；轉至S12；

S11：t_1-s＝0時，該提取方法針對于兩參數包絡線，TRV波形的包絡線由第一切線、第二切線和第三切線組成，計算第一切線和第三切線的交點，得到包絡線特征參數u_c和t₃；計算第二切線與X軸的交點，得到包絡線特征參數t_d；

u_c＝u_max

式中：u_c為TRV峰值電壓，t₃為規定的到達兩參數TRV參考電壓u_c的時間，t_d為規定的TRV時延;

S12：t_1-s≠0時，該提取方法針對于四參數包絡線，TRV波形包絡線由第一切線、第二切線、第三切線、第四切線組成，計算第一切線和第四切線的交點，得到包絡線特征參數t₁，u₁；計算第三切線和第四切線的交點，得到包絡線特征參數t₂，u_c；計算第二切線與X軸的交點，得到包絡線特征參數t_d；

u_c＝u_max

式中，u₁為第一參考電壓，t₁為規定的到達TRV第一參考電壓u₁的時間，t₂為規定的到達TRV參考電壓u_c的時間，u_c為TRV峰值電壓，t_d為規定的TRV時延。