[發明專利]單根線電流的三維參數重建方法

在審

• 申請號: 201910498411.0
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110135116A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 胡軍;趙根;歐陽勇;吳陽;王博;張波;余占清;曾嶸;何金良;馬慧遠;于希娟
• 申請（專利權）人: 清華大學;國家電網有限公司;國網北京市電力公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙) 12217
• 代理人: 薛陽

1.一種單根線電流的三維參數重建方法，包括模型建立步驟、數據處理步驟、參數繁衍步驟，所述模型建立步驟、數據處理步驟、參數反演步驟依次進行，其特征在于，

所述模型建立步驟中，建立三軸笛卡爾坐標系，設定包括位置參數、角度參數、幅值參數的單根長直線電流模型，

所述數據處理步驟中，采用多組數據處理方式依次求解電流的方向參數、位置參數、幅值參數，

所述參數反演步驟中，對磁場強度的時變曲線進行離散化，將多個時刻的幅值參數進行插值等連續化處理。

2.根據權利要求1中所述的單根線電流的三維參數重建方法，其特征在于，所述模型建立步驟中，

所述位置參數以其與z＝0平面的交點坐標(x_s,y_s,0)表示，角度參數以電流的單位方向向量dl＝(m,n,p)表示，幅值參數以電流幅值I表示，根據安培環路定律，建立磁場強度與線電流的正向關系，推導該線電流在第i個測量點(x_i0,y_i0,0)處產生的三維磁場強度如下非線性方程為：

式中r代表測量點到長直線電流的距離，根據笛卡爾坐標系中的幾何關系，可表示為：

其中

3.根據權利要求2中所述的單根線電流的三維參數重建方法，其特征在于，所述數據處理步驟中，

求解方向參數，根據安培環路定律，磁場強度矢量H與電流方向向量dl在空間中相互垂直，設測量點的數目為N，在各測量點處磁場強度矢量已知的情況下，進行下式中的回歸分析，得到電流的單位方向向量為：

其中“·”代表向量間的點乘計算，

(H_ix,H_iy,H_iz)表示第i個(i＝1,2,...,N)測量點處的磁場矢量值，單位方向向量(m,n,p)滿足|m²+n²+p²|＝1

然后求解位置參數，由z＝0平面上的三維磁場強度表達式可知，每個測量點處x和y方向上磁場強度之比的相反數即為測量點與電流源點連線在z＝0平面上的正切值為：

根據N個測量點處的測量結果，采用如下線性回歸求得長直線電流與z＝0平面的交點(x_s,y_s,0)：

在得到電流的方向參數及位置參數后，根據各磁場強度值可以求得磁場強度表達式中的線性系數，從而得到電流幅值I。

4.根據權利要求3中所述的單根線電流的三維參數重建方法，其特征在于，所述參數反演步驟中，對磁場強度的時變曲線進行離散化，并對多個時刻的磁場數據分別進行方向參數、位置參數和幅值參數的求解，則該時變電流的方向參數和位置參數可以通過對多個時刻結果取平均得到，將多個時刻的幅值參數進行插值等連續化處理，即可得到該時變電流的幅值波形。