一种TEV海量数据的数学表达式拟合方法技术

本发明专利技术涉及电力技术，具体涉及一种TEV海量数据的数学表达式拟合方法，在精确计算TEV暂态波形及分析其共有规律的基础上，运用Gaussian高斯函数的傅里叶表达式，选取具有典型暂态特性的TEV波形进行数据拟合，进而得到TEV精确数学表达式，包括以下步骤：步骤1、选取TEV单次脉冲初始时刻的放大波形作为等效波形；步骤2、根据TEV单次脉冲波形的共同点，将TEV波形等效为衰减振荡波；步骤3、采用Gaussian函数对步骤2所述等效衰减振荡波进行拟合，得出TEV的数学表达式。TEV波形数学表达式是研究TEV暂态特性、求解壳体暂态环流大小，进而建立壳体暂态环流辐射模型的基础。

A mathematical expression fitting method for TEV massive data

The invention relates to electric power technology, in particular to a mathematical expression fitting method for TEV mass data. On the basis of accurately calculating TEV transient waveform and analyzing its common law, the Fourier expression of Gaussian Gaussian function is used to select TEV waveform with typical transient characteristics for data fitting, and then the TEV precision is obtained. The mathematical expression includes the following steps: step 1, selecting the amplified waveform at the initial time of the TEV single pulse as the equivalent waveform; step 2, according to the common points of the TEV single pulse waveform, the TEV waveform is equivalent to the attenuated oscillation wave; step 3, using the Gaussian function to fit the attenuated oscillation wave mentioned in step 2, the TE is obtained. The mathematical expression of V. The mathematical expression of TEV waveform is the basis of researching the transient characteristics of TEV, solving the transient circulating current of shell, and establishing the radiation model of transient circulating current of shell.

【技术实现步骤摘要】
一种TEV海量数据的数学表达式拟合方法
本专利技术属于电力
，尤其涉及一种TEV海量数据的数学表达式拟合方法。
技术介绍
在GIS智能化的推进过程中，越来越多具有控制、通信、保护功能的二次智能设备下放到开关场中，安装在一次设备旁。智能组件越来越微型化、数字化和智能化的特点导致了其对瞬态干扰的敏感性和脆弱性。一旦遭受电磁干扰，瞬态电磁干扰轻则影响智能组件的正常工作，重则威胁变电站的安全可靠运行。研究表明：电磁干扰导致的电子设备故障已成为智能变电站可靠性运行的瓶颈。开关操作是变电站中的常规操作，但会引起严重的电磁干扰源，开关操作产生的电磁干扰严重威胁着电力系统的安全稳定运行。当GIS中隔离开关操作时，由于SF6的快速击穿，触头两端电压瞬间跌落(该跌落在ns级范围内完成)，进而形成阶跃电压行波，并沿着隔离开关向两侧传播，并伴随着折反射现象的发生。由于GIS隔离开关动作速度较低，故而在隔离开关操作过程中SF6气体会发生数十次的触头间隙重复击穿。这些因SF6多次击穿而产生的电压波在GIS内经反复折、反射和多次叠加后最终形成特快速暂态过电压(VFTO，Veryfasttransientovervoltage)现象。当VFTO沿着母线传播到GIS与高压套管连接处时，会有一部分电压波耦合到壳体与地之间，造成暂态地电位升高TGPR(TransientGroundPotentialRise)，也称壳体暂态电位TEV。已有研究表明，1100kVGIS变电站因隔离开关操作产生的TEV可达上千伏，如此高幅值的TEV一方面会对安装在GIS外壳上各种传感器造成绝缘破坏，另一方面由于GIS外壳在电气上是连通的，因此它还会产生幅值高、上升速率快、频带宽的壳体暂态环流现象。干扰下放至变电站开关场内威胁变电站的安全运行。二次继保设备，造成继电保护误动作，进而威胁变电站的安全运行。获取TEV波形数学表达式是研究TEV暂态特性、求解壳体暂态环流大小，进而建立壳体暂态环流辐射模型的基础。到目前为主，国内在TEV波形数据的提取和数学表达式方面的研究尚属空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种GIS变电站开关操作引起壳体电位升高TEV的数学表达式拟合新方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种TEV海量数据的数学表达式拟合方法，在精确计算TEV暂态波形及分析其共有规律的基础上，运用Gaussian高斯函数的傅里叶表达式，选取具有典型暂态特性的TEV波形进行数据拟合，进而得到TEV精确数学表达式，包括以下步骤：步骤1、选取TEV单次脉冲初始时刻的放大波形作为等效波形；步骤2、根据TEV单次脉冲波形的共同点，将TEV波形等效为衰减振荡波；步骤3、采用Gaussian函数对步骤2所述等效衰减振荡波进行拟合，得出TEV的数学表达式。在上述的TEV海量数据的数学表达式拟合方法中，步骤1所述TEV单次脉冲初始时刻的放大波形选取0-1时段单次脉冲。在上述的TEV海量数据的数学表达式拟合方法中，步骤2所述衰减振荡波为工频电压分量上叠加高频衰减性波，TEV波形拟合段的波形衰减时间为28ns左右。在上述的TEV海量数据的数学表达式拟合方法中，步骤3所述采用Gaussian函数对步骤2所述等效衰减振荡波进行拟合的步骤包括：1)首先用局部Gaussian函数对拟合曲线中极值周围的数据进行拟合；2)再将拟合得到的相连局部函数连接起来，构成全局的拟合函数，使得拟合的表达式与拟合曲线吻合。本专利技术的有益效果是：通过所获取的TEV波形数学表达式，能够研究TEV暂态特性、求解壳体暂态环流大小，进而建立壳体暂态环流辐射模型。附图说明图1为本专利技术一个实施例TEV海量数据处理与波形拟合示意图；图2为本专利技术一个实施例GIS与出线套管处TEV暂态全波示意图；图3为本专利技术一个实施例典型的操作过电压波示意图；图4(a)为本专利技术一个实施例选取TEV全波中不同单次脉冲波段处局部放大暂态波形；图4(b)为本专利技术一个实施例0-1时段的TEV单次脉冲波形局部放大波形示意图，图4(c)为本专利技术一个实施例1-2时段的TEV单次脉冲波形局部放大波形示意图，图4(d)为本专利技术一个实施例2-3时段的TEV单次脉冲波形局部放大波形示意图；图5为本专利技术一个实施例TEV拟合波形选取示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细描述。本实施例采用以下技术方案来实现的，一种TEV海量数据的数学表达式拟合方法，在精确计算TEV暂态波形及分析其共有规律的基础上，运用Gaussian高斯函数的傅里叶表达式，选取具有典型暂态特性的TEV波形进行数据拟合，进而得到TEV精确数学表达式的新方法，如图1所示，主要包括如下步骤：1、TEV暂态波形特性分析TEV全波是由一簇簇单次脉冲波形叠加而成，通过对大量TEV单次脉冲波形对比分析发现，TEV初始时刻的暂态波形变化具有一定周期性。由于GIS的尺寸结构复杂，产生的VFTO波是经过复杂的折反射引起外壳TEV的产生，导致GIS上不同处的TEV暂态特性不一。因此，选取具有代表性的TEV波段进行数据拟合，故本实施例主要针对这一阶段的波形进行拟合。2、TEV等效波形拟合步骤如图2所示，为本实施例GIS与出线套管处TEV暂态全波，由图2可看出TEV全波是由一簇簇单次脉冲波形叠加而成，且TEV波形数量极大(海量数据)，很难找到有效的方法对如此大的海量数据进行有效的拟合。图3所示为典型的操作过电压波，考虑到TEV波形呈现逐渐衰减的趋势，根据现有对操作过电压波形的分解和筛选，将TEV波形等效成衰减性振荡波。鉴于所选TEV波形段所含数据量大，无法进行有效的拟合，为此，本实施例选取如图4(a)所示的波形进行数据拟合，即选取具有周期性的“0-1”波段进行数据拟合。根据初始时刻的TEV波形的周期性特征和相应的波形变化特征进行波形的等效分析，采用分段拟合的方法进行数据拟合。通过图4(a)所示波形的分析结果表明，TEV波形具有如下特征：1)根据TEV波形的变化规律特征，可将其划分为三个阶段，每一阶段的TEV波形变化均有其周期性；2)在“0-1”段处的TEV波形呈逐渐衰减趋势，波形拟合段的衰减时间在28ns左右。3、TEV拟合函数的选取通过以上对TEV波形的具体分析得出结论，虽然TEV波形变化规律并不十分明显，但变化趋势较接近经典衰减性振荡波，故在此选择衰减波的特性对TEV进行波形拟合。由于选取的拟合片段呈现不规则的来回往复波动，且对波形数据的提取，一般采用提取曲线离散数据，而Gaussian函数是傅里叶变化特性函数，其中傅里叶函数的特点是优于对离散数据的分析，并且积分十分方便。因此，选用Gaussian函数对TEV波形进行数学表达式拟合。在Gaussian函型函数拟合模型过程中，首先用局部高斯函数对拟合曲线中极值周围的数据进行拟合，再将拟合得到的相连局部函数连接起来，构成全局的拟合函数，使得拟合的表达式能更好的与拟合曲线吻合。具体实施时，本实施例的TEV数学表达式拟合方法包括如下步骤：(1)TEV拟合曲线的选取由于TEV的产生是VFTO波在GIS内部经过复杂的折反射而造成的一种壳体电位升高现象，因此，不同位置的TEV暂态特性并不相同，因此应当选择具有代表性的波段进行分析。如图4(a)所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TEV海量数据的数学表达式拟合方法，其特征是，在精确计算TEV暂态波形及分析其共有规律的基础上，运用Gaussian高斯函数的傅里叶表达式，选取具有典型暂态特性的TEV波形进行数据拟合，进而得到TEV精确数学表达式，包括以下步骤：步骤1、选取TEV单次脉冲初始时刻的放大波形作为等效波形；步骤2、根据TEV单次脉冲波形的共同点，将TEV波形等效为衰减振荡波；步骤3、采用Gaussian函数对步骤2所述等效衰减振荡波进行拟合，得出TEV的数学表达式。

【技术特征摘要】
1.一种TEV海量数据的数学表达式拟合方法，其特征是，在精确计算TEV暂态波形及分析其共有规律的基础上，运用Gaussian高斯函数的傅里叶表达式，选取具有典型暂态特性的TEV波形进行数据拟合，进而得到TEV精确数学表达式，包括以下步骤：步骤1、选取TEV单次脉冲初始时刻的放大波形作为等效波形；步骤2、根据TEV单次脉冲波形的共同点，将TEV波形等效为衰减振荡波；步骤3、采用Gaussian函数对步骤2所述等效衰减振荡波进行拟合，得出TEV的数学表达式。2.如权利要求1所述的TEV海量数据的数学表达式拟合方法，其特征是，步骤1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴细秀，周帆，李超群，庞文龙，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42