[發明專利]一種對變電站局部放電信號進行定位的方法及系統

有效

• 申請號: 201910079347.2
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109752633B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 賈廷波;任力;李鵬;鄭楠;羅林根;王曉梅;孫安青;許允都;楊杰;楊秀龍;薛睿;彭志宏
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司日照供電公司;上海交通大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01S3/14
• 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

本發明公開了一種對變電站局部放電信號進行定位的方法，其包括步驟：(1)基于采樣的局部放電信號建立局部放電信號能量譜；(2)建立局部放電信號能量譜的局部放電似然函數；(3)求取局部放電似然函數的最大值，基于該最大值獲得局部放電信號到達方向的方向角。此外，本發明還公開一種對變電站局部放電信號進行定位的系統，其包括：傳感器，其采集變電站的局部放電信號；處理模塊，其基于采集到的局部放電信號建立局部放電信號能量譜，建立局部放電信號能量譜的局部放電似然函數，然后求取局部放電似然函數的最大值，并基于該最大值獲得局部放電信號到達方向的方向角。該方法局部放電源方向角估計的準確性有極高的提升。

技術領域

本發明涉及一種定位方法及系統，尤其涉及一種對變電站定位的方法及系統。

背景技術

局部放電(Partial Discharge，簡稱PD)是電力設備絕緣性能劣化的表現形式，又是絕緣性能進一步劣化的原因，因此對局部放電的定位有很大意義。基于超高頻電磁波的局部放電定位法具有抗干擾性強、檢測靈敏度高等優點，非常適合應用于局部放電定位。現有的特高頻局部放電檢測方法中，基于到達方向(direction of arrival,簡稱DOA)方法能夠準確提取信號源方向角信息，受到了廣泛研究。其中最常用的方法是多信號分類(multiple signal classification，簡稱MUSIC)方法，它可以通過將PD信號投影到信號子空間和噪聲子空間來獲得DOA的高精度估計。然而，該過程會受到噪聲的極大影響，并且在低的信噪比(signal to noise ratio，簡稱SNR)條件下檢測精度較低。在變電站現場環境中，受復雜電磁環境及噪聲影響，局部放電信號的信噪比相對較低(一般SNR5dB)導致DOA方法的檢測精度遭受很大的性能損失。

基于此，期望獲得一種定位方法，其可以利用統計方法來分析局部放電信號的分布特性，將傳統的波形處理問題轉移到統計分析的新視角。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種對變電站局部放電信號進行定位的方法，該方法可以在低信噪比環境(例如變電站現場環境下)對局部放電信號進行準確定位，尤其是對局部放電源方向角估計的準確性有極高的提升。此外，該方法顯示出極好的抗噪聲能力，可以實現信號信噪比在[-5dB，5dB]范圍內，平均DOA估計誤差從現有的15°減小到2°。這使得該方法對局部放電檢測在變電站環境中的實際應用具有重要意義。

基于上述目的，本發明提出了一種對變電站局部放電信號進行定位的方法，其包括步驟：

(1)基于采樣的局部放電信號建立局部放電信號能量譜；

(2)建立局部放電信號能量譜的局部放電似然函數；

(3)求取局部放電似然函數的最大值，基于該最大值獲得局部放電信號到達方向的方向角。

進一步地，在本發明所述的對變電站局部放電信號進行定位的方法中，局部放電信號能量譜E_m基于下述模型獲得：

其中，m表示采集局部放電信號的傳感器，T表示接收局部放電信號的采樣點，Y_m(k)是局部放電信號y_m(t)的離散傅里葉變換，k＝0,1,2,…,T-1。

進一步地，在本發明所述的對變電站局部放電信號進行定位的方法中，局部放電似然函數被構造為：