[發明專利]一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法及裝置

在審

• 申請號: 201910641333.5
• 申請日: 2019-07-16
• 公開（公告）號: CN110364179A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 王瑞;謝春華;王泉濤;王耀勤;樊春暉;陳默;胡勁松;方小康;張瑩
• 申請（專利權）人: 武漢亞為電子科技有限公司
• 主分類號: G10L25/18
• 分類號: G10L25/18;G01R31/08;G06F16/27
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 曹玉琳

本發明提供一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法及裝置，所述方法包括收集智能配電系統的音頻信號，并對音頻信號進行頻譜分析，計算出頻譜數據并發送至云端；基于云端的人工智能識別方法，將接收的頻譜數據與云端音頻頻譜故障庫對比，實現對智能配電系統的分析與故障預測。本發明通過拾取配電系統中的音頻信號，并對音頻信號進行頻譜分析，利用云端服務器的大數據資源，通過基于人功智能的故障分析，實現實時頻譜與故障庫數據的對比，提前預測供電故障，更有效的避免安全事故的發生。

技術領域

本發明主要涉及智能配電系統故障分析相關技術領域，具體是一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法及裝置。

背景技術

隨著目前信息化的發展，在電力行業，智能配電系統已被廣泛應用。配電系統安全性尤其重要。通常用于配電系統安全性能檢測的手段包括：電壓檢測、電流檢測、溫濕度檢測等方式，當系統出現故障，檢測出現異常時，能夠起到報警作用。但上述的安全性監測方式僅能在電網出現故障時起到報警作用，存在一定的滯后性，難以對系統故障起到預測作用。配電系統在工作過程中，因為變壓器的激磁或者電容電感等敏感器件的性能變異，而產生音頻頻譜數據異常，但因其數據量大和故障的復雜性，以前難以分析出規律，隨著人工智能和大數據技術的發展，從音頻頻域角度分析配電系統故障，成為了現實。

發明內容

為解決目前技術的不足，本發明結合現有技術，從實際應用出發，提供一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法及裝置，能夠提前預測配電系統是否存在安全隱患，以便更有效的避免安全事故的發生。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

根據本發明的一個方面，提供一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法，所述方法包括：

收集智能配電系統的音頻信號，并對音頻信號進行頻譜分析，計算出頻譜數據并發送至云端或本地；

基于云端或本地的人工智能識別方法，將接收的頻譜數據與云端或本地音頻頻譜故障庫對比，實現對智能配電系統的分析與故障預測。

進一步的，對于收集的音頻信號，首先將信號放大后送入A/D轉換將信號轉換為數據，并存儲于緩存中，通過批處理，以及離散FFT算法，計算出頻譜數據。

進一步的，在收集音頻信號時，需對信號進行放大時，采用自適應的不同比例的放大方式，當聲源信號較小時使用較大的比例放大電路，反之則使用較小的放大電路。

進一步的，鑒于配電系統音頻頻譜的復雜性，所述實現對智能配電系統的分析與故障預測，是基于先驗數據，并將其存在數據庫系統，基于人工智能和大數據的方法，動態匹配分析數據，其分析方法為基于大數據的眾多終端信號統計，以及正常頻譜數據的排除，通過窗函數、貝葉斯估計方法，最終實現包括對于預測有故障的智能配電系統，生成報警提醒故障碼并發送至該智能配電系統現場進行報警顯示，以及提示人員干預或者主動維護。

根據本發明的另一發明，提供一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析裝置，所述裝置包括：

音頻分析裝置，所述音頻分析裝置分布式布置于智能配電系統中，用于收集智能配電系統的音頻信號，并對音頻信號進行頻譜分析，計算出頻譜數據并發送至服務器；

服務器，所述服務器為云端服務器或本地服務器，用于通過上行數據流接收頻譜數據，并基于人工智能識別方法對接收的頻譜數據與服務器的音頻頻譜故障庫進行對比實現對智能配電系統的分析與故障預測，所述的故障庫主要包括變壓器設備故障庫、PCB故障庫、元器件故障庫、環境參數庫、老化趨勢庫和報警處理模型。

進一步的，所述服務器還用于對于預測有故障的智能配電系統，生成報警提醒故障碼并發送至該智能配電系統現場進行報警顯示。