[發明專利]一種基于社區發現的放電信號源分離方法

有效

• 申請號: 202010468639.8
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111610417B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 黃成軍;郭燦新;黃志方;邵震宇;劉丹丹;豆慧玲
• 申請（專利權）人: 華乘電氣科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/08
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 盧艷民

本發明公開了一種基于社區發現的放電信號源分離方法，包括以下步驟：構建傳感器的拓撲圖步驟、獲取社區網絡的節點步驟、構建社區網絡步驟和分離放電信號源步驟。本發明的基于社區發現的放電信號源分離方法，除了分析監測數據的特征信息外，還引入了傳感器的位置特征信息，特征來源不再單一，可有效提高分離的準確性；應用相似度算法并引入社區發現的概念應用于信號源的聚類分析中，可準確識別信號源的數量和分布位置，提高診斷分析效率，為缺陷的定位提供了準確的數據基礎；該方法可應用于基于特高頻傳感器的GIS局放信號定位中，無需傳感器同步采集信號，應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及一種基于社區發現的放電信號源分離方法。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，社會用電需求不斷增加，電力系統設備規模不斷擴大，與之相矛盾的城市建設用地日益緊張。GIS(Gas Insulation Switchgear，氣體絕緣全封閉組合電器)由于占地面積少、受外界環境影響小、運行安全可靠和維護簡單等優點，近幾十年來在國內外得到越來越廣泛的應用。但在GIS的制造和裝配過程中，由于工藝、設計等問題會使GIS內部留下一些小的缺陷，如金屬微粒、絕緣氣隙等，這些微小的缺陷在GIS運行過程中可能會發展為危險的放電通道，并最終引起絕緣擊穿事故。同時由于GIS為金屬封閉設備，其健康狀況難以評估，一旦發生故障，需采用解體方式確定缺陷情況，檢修難度大、耗時長。因此，為預防GIS設備的絕緣故障，保障電力系統的安全運行，對運行中的GIS進行局部放電監測、定位局部放電缺陷具有十分重要的意義。

在GIS局部放電診斷定位過程中，由于GIS的運行環境存在多種干擾，且GIS內部的局放源可能是多個，多種類型的局放源和干擾信號同時存在對局放源的定位帶來很大困難，因此判斷數據的同源性、分離多個局放源是影響定位準確性的關鍵步驟。目前的GIS局部放電源定位方法大多針對在線監測裝置，要求各傳感器同步采集數據，而定位方法中應用到的放電源分離方法也僅適用于數據同步的情況；且目前的放電源分離方法僅通過對采集數據的特征進行分析達到分離放電源的目的，特征數據來源單一，分離的準確性差。專利CN201811498702.1公開了一種局部放電信號源的檢測方法、系統及數據融合分析單元，其中提到的信號源分組方法要求傳感器同步采集信號，在無法同步采集信號的領域應用受限；方法中的信號分組完全依賴數據特征，可能導致不同信號源由于信號特征相似而分成一類的情況，降低信號源分組的準確性；方法中采用的聚類算法對所有采集信號進行聚類分組，沒有區分異常信號和正常信號，聚類效果較差。專利CN201510056192.2公開了一種基于特高頻放電在線監測數據的GIS局部放電定位方法，通過對傳感器采集數據的日均放電重復率、日均放電量進行相關性分析實現放電源的分離，特征數據僅采用數據的時間序列，特征來源單一，分離的準確性差。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種基于社區發現的放電信號源分離方法，除了分析監測數據的特征信息外，還引入了傳感器的位置特征信息，特征來源不再單一，可有效提高分離的準確性；應用相似度算法并引入社區發現的概念應用于信號源的聚類分析中，可準確識別信號源的數量和分布位置，提高診斷分析效率，為缺陷的定位提供了準確的數據基礎；該方法可應用于基于特高頻傳感器的GIS局放信號定位中，無需傳感器同步采集信號，應用范圍廣。

實現上述目的的技術方案是：一種基于社區發現的放電信號源分離方法，包括以下步驟：

S1，構建傳感器的拓撲圖步驟：在GIS本體和其周圍墻壁上分別若干個傳感器，對所有傳感器進行編碼，根據GIS空間結構、電氣連接圖和傳感器安裝位置，將編好碼的傳感器與GIS空間位置進行關聯，建立傳感器空間拓撲圖，其中傳感器是拓撲圖的節點，有直接電氣連通的兩個傳感器之間用直線連接構成拓撲圖的邊線，邊線長度代表相應的兩個傳感器之間的電氣連通的距離；

S2，獲取社區網絡的節點步驟：結合步驟S1中建立的傳感器空間拓撲圖，找到異常傳感器在信號傳播路徑上的關聯傳感器，具體步驟如下：

S21，選擇2個異常的傳感器；