[發(fā)明專利]一種基于CRP和RQA的并聯(lián)電抗器振動敏感區(qū)域選擇方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910316827.6
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110119690B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬宏忠;潘信誠;李呈營;劉寶穩(wěn);陳明;陳軒;郝寶欣
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

本發(fā)明公開了一種基于CRP和RQA的并聯(lián)電抗器振動敏感區(qū)域選擇方法，步驟如下：步驟1：在電抗器的內(nèi)部與外部設(shè)置測點，獲取各測點的振動信號，選取振動幅值最大的內(nèi)部測點D作為電抗器磁場集中區(qū)域；步驟2：構(gòu)建內(nèi)部測點D與各外部測點間振動信號的CRP；步驟3：計算內(nèi)部測點D與各外部測點振動信號的RQA參量；步驟4：采用主成分法將步驟3中內(nèi)部測點D與各外部測點的RQA參量分別構(gòu)造為特征矩陣；步驟5：計算內(nèi)部測點D與各外部測點特征矩陣之間的相關(guān)系數(shù)；步驟6：結(jié)合CRP和相關(guān)系數(shù)數(shù)值判斷電抗器振動敏感區(qū)域。本發(fā)明將CRP與RQA相結(jié)合，從CRP中直觀判斷測點敏感性強(qiáng)弱，由RQA參量構(gòu)造而成的特征矩陣間的相關(guān)系數(shù)，定量比較不同測點敏感性的強(qiáng)弱。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力設(shè)備振動信號分析領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CRP和RQA的并聯(lián)電抗器振動敏感區(qū)域選擇方法。

背景技術(shù)

高壓并聯(lián)電抗器在電力系統(tǒng)中承擔(dān)著穩(wěn)定電壓與無功補(bǔ)償?shù)闹匾饔茫侵悄茈娋W(wǎng)建設(shè)、全球能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的關(guān)鍵設(shè)備。并聯(lián)電抗器機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化，將影響電抗器本體機(jī)械結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性。由于高壓并聯(lián)電抗器體積龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部振動信號在油箱表面的衰減程度有很大的差異性。現(xiàn)場測試中，需在油箱表面確定最能反映電抗器內(nèi)部振動特性的位置用于測點布置。因此，有必要研究電抗器油箱表面振動信號與內(nèi)部振動信號的相關(guān)性，進(jìn)而確定其振動敏感區(qū)域，為電抗器后續(xù)的健康監(jiān)測與故障診斷打下基礎(chǔ)。由于傳統(tǒng)的信號分析都是基于線性理論，而電抗器振動信號是非線性的，因此，傳統(tǒng)方法不能取得很好的分析效果。交叉遞歸圖(cross recurrence plot，CRP)是用來表征動力學(xué)系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)以及混沌系統(tǒng)基本特性的重要手段，可以通過圖形測定系統(tǒng)動力學(xué)特性，重現(xiàn)系統(tǒng)間的遞歸行為。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對以上問題，本發(fā)明提出一種基于CRP和RQA的并聯(lián)電抗器振動敏感區(qū)域選擇方法，CRP對不同動力系統(tǒng)的相軌跡在相空間中比較其相似性，適合不同測點間的動力學(xué)特性比較，從CRP中提取的遞歸量化分析(recurrence quantification analysis，RQA)參量可以定量刻畫系統(tǒng)動力學(xué)特性；針對并聯(lián)電抗器振動信號的非線性特征，將CRP和RQA引入電抗器振動信號分析，將提取的RQA參量采用主成分法計算相關(guān)系數(shù)，綜合衡量振動信號間的相關(guān)性。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于CRP和RQA的并聯(lián)電抗器振動敏感區(qū)域選擇方法，包括以下步驟：

步驟1：在電抗器的內(nèi)部與外部分別設(shè)置P個和K個測點，獲取電抗器內(nèi)部測點與外部測點的振動信號，并選取振動幅值最大的內(nèi)部測點D作為電抗器磁場集中區(qū)域；

步驟2：分別構(gòu)建內(nèi)部測點D與每個外部測點間電抗器振動信號的交叉遞歸圖CRP；

步驟3：計算內(nèi)部測點D與每個外部測點電抗器振動信號的RQA特征參量；

步驟4：采用主成分法將步驟3中內(nèi)部測點D與每個外部測點的RQA特征參量分別構(gòu)造為特征矩陣H；

步驟5：根據(jù)步驟4構(gòu)造的特征矩陣，計算內(nèi)部測點D與每個外部測點特征矩陣之間的相關(guān)系數(shù)；

步驟6：結(jié)合步驟2的CRP和步驟5的相關(guān)系數(shù)數(shù)值判斷電抗器振動敏感區(qū)域；若內(nèi)部測點D與外部測點W(W＝1,2,…K)的CRP中遞歸點形成的對角線結(jié)構(gòu)連續(xù)，并且內(nèi)部測點D與外部測點W的相關(guān)系數(shù)取值范圍在p～1之間，p∈[0,1]，則外部測點W位于電抗器振動敏感區(qū)域，將滿足上述條件的w(wK)個測點圍成的區(qū)域作為電抗器振動敏感區(qū)域。

進(jìn)一步，在步驟1中，設(shè)置內(nèi)部和外部測點，獲取所有測點振動信號，并確定電抗器內(nèi)部磁場集中區(qū)域，步驟如下：

步驟1.1：將K個壓電式加速度傳感器通過磁性底座分別固定在電抗器油箱頂端、箱壁的中部和底部的位置，用來獲取油箱表面振動數(shù)據(jù)；