一种输电线路隐患放电隐患监测预警方法及系统与流程

本发明涉及电力，具体为一种输电线路隐患放电隐患监测预警方法及系统。

背景技术：

1、电网的规模日益复杂与庞大。输电线路架设范围广，因此在输电走廊中难免存在有绝缘隐患的地方。绝缘隐患可能会发生放电，若不及时发现并清除，有可能会发展为网络故障导致输电线路跳闸，严重影响电网安全稳定运行与社会经济发展。

2、传统技术通常是通过人工排查来分析放电波形的类型，并通过野外人工巡线的方式查找隐患放电点。这种形式一来会造成人工负担太重，另一方面人工也很难对大量的输电线路隐患放电电流做出及时准确的判断，导致效率较低。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的技术现有输电线路隐患放电分辨方法存在成本高，以及如何解决现有输电线路隐患放电分辨与查找效率低下的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种输电线路隐患放电隐患监测预警方法，包括沿输电线路上间隔配置监测终端，采集输电线路数据。

4、将采集的数据存储并输出隐患信息分析结果。

5、确定输电线路隐患放电的隐患类型、隐患发生位置以及隐患发生时间。

6、作为本发明所述的输电线路隐患放电隐患监测预警方法的一种优选方案，其中：所述包括沿输电线路上间隔安装监测终端，每个监测终端均设置数据采集模块，采集输电线路隐患放电传播的电流行波数据。

7、所述电流行波数据包括终端编号、电压等级、采样率、采集时间、数据长度、电流波形值。

8、作为本发明所述的输电线路隐患放电隐患监测预警方法的一种优选方案，其中：所述包括读取数据采集模块实时采集的隐患放电电流数据并读取出采样率、电流波形值，为隐患放电类型辨识单元与隐患放电定位单元提供数据输入。

9、隐患放电类型辨识单元用于分析隐患放电电流波形，分别进行频域特征提取和时域特征提取，实时辨识出隐患放电类型并输出辨识结果。

10、隐患放电定位单元用于获取隐患放电电流行波波头到达不同监测终端的时间，计算行波波头到达每个监测终端的时间差，结合行波传播速度，计算出隐患放电在线路分段上的位置。

11、作为本发明所述的输电线路隐患放电隐患监测预警方法的一种优选方案，其中：所述输出隐患信息分析结果包括频域特征提取，使用变分模态分解提取隐患放电电流的本征模态函数，表征隐患放电的多尺度频域特征，使用vmd提取隐患放电的imfs，通过vmd将输入信号f(t)分解为k个本征模态分量，表示为：

12、

13、其中，uk为隐患放电电流波形信号的各本征模态分量，ak(t)为uk(t)的瞬时幅值，为瞬时相位，对本征模态分量进行分解，表示为：

14、每个模态函数uk(t)通过希尔伯特变换调制到其相应的基频带，整个分解过程的目标是最小化遍历所有模态和增强稀疏性的目标函数，表示为：

15、

16、其中，{uk}表示本征模态函数，{ωk]表示每个imf的中心频率，β表示正则化参数，δ(t)为冲激函数，表示对时间t的偏导操作。

17、作为本发明所述的输电线路隐患放电隐患监测预警方法的一种优选方案，其中：所述输出隐患信息分析结果还包括时域特征提取，使用多尺度卷积神经网络提取隐患放电的imfs的多尺度时域特征，表征隐患放电的多尺度时-频复合特征，将提取的隐患放电imfs分别输入到对应的卷积神经网络分支cs中，每个分支输出特征映射fs，表示为：

18、fs＝cs(imfs)

19、用全连接层和softmax层计算隐患放电的imfs的每个尺度特征的重要性权重，并加权合并，表示为：

20、

21、其中，fc(fs)表示第s个特征向量fs通过一个全连接层的输出，计算损失与更新网络参数，输入数据通过网络，并计算每一层的输出，直到得到最终的预测输出计算损失函数相对于每个参数的梯度给定预测输出和真实标签y，计算交叉嫡损失，表示为：

22、

23、其中，c是类别数，αc和γ分别是针对类别c的权重和调节参数，使用adam优化算法，根据损失函数的梯度更新网络参数，表示为：

24、

25、其中，θnew表示更新后的网络参数，θold表示更新前的网络参数，η表示学习率，表示损失函数的梯度。

26、作为本发明所述的输电线路隐患放电隐患监测预警方法的一种优选方案，其中：所述确定输电线路隐患放电的隐患类型、隐患发生位置以及隐患发生时间包括根据隐患放电电流波形序列，使用teager能量算子计算隐患放电的teager能量谱，标定出能量谱首个奇异点，读取行波波形数据，对信号i(n)应用差分运算，获得i(n-1)和i(n+1)，计算teager能量值，表示为：

27、ψ(i(n))＝i2(n)-i(n-1)i(n+1)

28、其中，i(n)为电流波形序列在时刻n的信号值，i(n-1)和i(n+1)分别是前一时刻和后一时刻的信号值，循环直至完成对整个信号序列的能量计算，得到信号的teager能量谱。

29、计算输电线路到达时差矩阵△t及隐患放电时差矩阵△t时差矩阵计算单元中的输电线路到达时差矩阵，按照固定间隔长度△l划分输电线路，设有i个划分点，计算每个划分点pi到输电线路每个监测终端的距离，设线路中有j个监测终端并以oj表示，构建矩阵：

30、

31、l为行波路径矩阵，根据线路实际参数，计算行波波速，将l中元素除以行波波速v1,得到行波在各路径上的传播时间矩阵:

32、

33、提取t中第j列向量(j∈{1,2,…,m}),构建行波从节点pj传播至各线路末端时的到达时差矩阵:

34、

35、比较输电线路到达时差矩阵△t及隐患放电时差矩阵δt的差异，与△t相差最小的△t对应的点即发生隐患放电的位置，为计算△tj-δt的f-范数，最小值对应的△tj对应的划分点认为是隐患发生点，表示为：

36、min{||δtj-δt||f}

37、将隐患发生点信息进行存储并展示。

38、作为本发明所述的输电线路隐患放电隐患监测预警方法的一种优选方案，其中：所述将隐患发生点信息进行存储并展示包括从数据存储模块获取最新隐患放电数据相关信息，包括终端编号、电压等级、采样率、采集时间、数据长度、电流波形值、隐患类型，将信息获取单元获取的信息可视化于网页中，提供给运维人员搜索查询。

39、本发明的另外一个目的是提供一种输电线路隐患放电隐患监测预警系统，其能通过对隐患放电类型进行辨识，并对隐患放电点进行快速定位，节省了大量的隐患分类时间与隐患定位时间，解决了目前的输电线路隐患放电分辨技术含有效率低下的问题。

40、作为本发明所述的输电线路隐患放电隐患监测预警系统的一种优选方案，其中：包括数据采集模块，数据存储模块，隐患信息生成模块，预警报告生成模块，隐患信息展示模块。

41、所述路径规划模块用于沿输电线路上间隔配置监测终端，采集输电线路数据。

42、所述数据存储模块用于存储各个监测终端采集到的输电线路隐患放电电流行波波形数据以及隐患信息生成模块输出的分析结果。

43、所述隐患信息生成模块用于确定输电线路隐患放电的隐患类型、隐患发生位置、隐患发生时间。

44、所述预警报告生成模块用于根据输电线路隐患放电的类型、发生位置和发生时间生成预警报告。

45、所述隐患信息展示模块用于将隐患信息生成模块输出的结果可视化。

46、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序是实现输电线路隐患放电隐患监测预警方法的步骤。

47、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现输电线路隐患放电隐患监测预警方法的步骤。

48、本发明的有益效果：本发明提供的输电线路隐患放电隐患监测预警方法实时对隐患放电类型进行辨识，并对隐患放电点进行快速定位，节省了大量的隐患分类时间与隐患定位时间，为运维人员的隐患清除与检修提供了参考，降低了运维人员的压力，也提高了检修效率，保证了电网的安全稳定运行。本发明在效率和成本方面都取得更加良好的效果。