一种变电设备状态监测信息采集方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的一种变电设备状态监测信息采集方法，包括：变电站边缘侧接收系统主站分发的进行周期性算法迭代更新的压缩感知策略；变电站边缘侧采用接收的压缩感知策略控制传感器对站域感知数据进行稀疏采样和重构分析，得到被感知设备状态信息；变电站边缘侧将所述被感知设备状态信息，通过广域网络回传至系统主站。增强了系统主站的感知能力，促进了系统效率、效能的优化，满足了感知的实时性要求，还降低了对传感器软硬件资源及站域通信网络的压力。

【技术实现步骤摘要】
一种变电设备状态监测信息采集方法及系统
本专利技术属于电力物联网
，本专利技术涉及一种变电设备状态监测信息采集方法及系统。
技术介绍
目前，高效的感知量测是保障电力物联网应用的前提，电力传感器多为资源受限节点，且电力物联网站域通信网络基于低功耗无线接入网络，在新的电力物联网建设背景下面临软硬件资源及能效方面的巨大挑战。电力物联网传感中的信息感知遵循传统的奈奎斯特采样方法实现对信号的采样，为了高精度重构信号，采样频率应不少于信号最高频率的两倍，对于具有典型稀疏性的电网信号来说无疑产生巨大的资源及能耗浪费。当前，业界多通过压缩感知算法实现信息的低密度感知及高效重构。例如，中国专利CN110048724A提出一种快速、简单的电能质量信号压缩采样重构方法，有效解决实际配电网中电能质量信号通过迭代计算局部最优解逐步逼近原始信号来实现信号重构的缺陷问题，通过该方法及时发现引起电能质量下降的相关因素，并对这些因素实现有效的分类。但是该专利并没有对具体的部署方式作出说明。中国专利CN106503612A提出一种基于压缩感知的高压直流电缆局部放电模式识别方法，使用放电重复率图谱作为分类样本，将训练样本集组成过完备字典，利用测试样本在其上投影的稀疏性，通过范数最小进行稀疏表示，从而实现分类，但是该专利主要论证了对不同局放模型的识别，并没有对具体的软硬件节点部署方式作出明确的说明。
技术实现思路
针对现有的压缩感知算法的感知能力有待提高，而且都没有对具体的部署方式作出说明的不足，本专利技术提供了一种变电设备状态监测信息采集方法增强了系统主站的感知能力，促进了系统效率、效能的优化，满足了感知的实时性要求，还降低了对传感器软硬件资源及站域通信网络的压力，具体方案如下：变电站边缘侧接收系统主站分发的进行周期性算法迭代更新的压缩感知策略；变电站边缘侧采用接收的压缩感知策略控制传感器对站域感知数据进行稀疏采样和重构分析，得到被感知设备状态信息；变电站边缘侧将所述被感知设备状态信息，通过广域网络回传至系统主站。优选的，所述压缩感知策略，包括：根据电力物联网，构建感应信号稀疏编码原子库；基于所述感应信号稀疏编码原子库构造一个轮换矩阵并随机生成一个行向量，然后由所述行向量做循环移位形成测量矩阵：用所述测量矩阵表示感知信号。优选的，所述根据电力物联网，构建感应信号稀疏编码原子库，表达式为：XN×1＝ΨN×NβN×1式中，XN×1为感知信号正交基下的N维列向量值，βN×1为N维向量值降低成的向量值，且βN×1＜＜N，ΨN×N为感应信号稀疏编码原子库。优选的，所述测量矩阵的计算，如下式所示：θk＝p(t)；θi，k＝p(t+τi)＝θM×N式中，p(t)为随机函数；p(t+τi)为其循环位移；θk表示测量初始矩阵；θi，k表示测量循环矩阵；k为N维列向量值降低成的K维向量值，且K＜＜N；i为M维列向量值降低成的向量值，且i＜＜M；θM×N为测量矩阵。优选的，所述用所述测量矩阵表示感知信号，表达式为：YM×1＝θM×NXN×1＝θM×NΨN×NβN×1式中，YM×1为感知信号正交基下的M维列向量值，且M＜＜N。优选的，所述变电站边缘侧采用接收的压缩感知策略控制传感器对站域感知数据进行稀疏采样和重构分析，得到被感知设备状态信息，包括：在变电站边缘侧执行压缩感知策略，控制传感器执行变电设备状态监测信息稀疏采样，并生成测量数据；传感器通过站域通信网络通讯通道回传测量数据至在所述变电站边缘侧预先设置的节点；所述变电站边缘侧根据测量数据，在所述边缘侧重构感知数据，继续采样感知最终得到被感知设备状态信息。优选的，所述测量数据为感知信号，包括：局放信号、谐波信号和温度信号。基于同一构思，本专利技术提供了一种变电设备状态监测信息采集系统，包括：接收策略模块、重构采样模块和回传模块；所述接收策略模块，用于变电站边缘侧接收系统主站分发的进行周期性算法迭代更新的压缩感知策略；所述重构采样模块，用于变电站边缘侧采用接收的压缩感知策略控制传感器对站域感知数据进行稀疏采样和重构分析，得到被感知设备状态信息；所述回传模块，用于变电站边缘侧将所述被感知设备状态信息，通过广域网络回传至系统主站。优选的，所述接收策略模块，包括：构建子模块、测量矩阵子模块和感知信号子模块；所述构建子模块，用于根据电力物联网，构建感应信号稀疏编码原子库；所述测量矩阵子模块，用于基于所述感应信号稀疏编码原子库构造一个轮换矩阵并随机生成一个行向量，然后由所述行向量做循环移位形成测量矩阵：所述感知信号子模块，用于用所述测量矩阵表示感知信号。优选的，所述重构采样模块，包括：测量数据子模块、节点设置子模块和被感知子模块；所述测量数据子模块，用于在变电站边缘侧执行压缩感知策略，控制传感器执行变电设备状态监测信息稀疏采样，并生成测量数据；所述节点设置子模块，用于传感器通过站域通信网络通讯通道回传测量数据至在所述变电站边缘侧预先设置的节点；所述被感知子模块，用于所述变电站边缘侧根据测量数据，在所述边缘侧重构感知数据，继续采样感知最终得到被感知设备状态信息。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术提供的一种变电设备状态监测信息采集方法，包括：变电站边缘侧接收系统主站分发的进行周期性算法迭代更新的压缩感知策略；变电站边缘侧采用接收的压缩感知策略控制传感器对站域感知数据进行稀疏采样和重构分析，得到被感知设备状态信息；变电站边缘侧将所述被感知设备状态信息，通过广域网络回传至系统主站；增强了系统主站的感知能力，促进了系统效率、效能的优化；2、本专利技术提供的一种变电设备状态监测信息采集方法及系统，满足了感知的实时性要求，还降低了对传感器软硬件资源及站域通信网络的压力。附图说明图1为本专利技术提供的方法流程图；图2为本专利技术实施例中一种基于压缩感知的电力传感信息采集方法流程图；图3为本专利技术实施例中一种基于压缩感知的电力传感信息采集系统的组成示意图；图4为本专利技术提供的系统结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例作进一步说明。实施例1：随着电网设备运维智能化、精益化的不断发展，诸如局放监测、谐波检测等越来越多的宽频带设备需要感知和监测，监测信息量也越来越大。同时，电力物联网传感器及前端网络属于资源受限系统，在感知过程中应尽可能降低对其软硬件资源的要求。因此，本专利技术提出一种基于压缩感知的变电设备状态监测信息采集方法及系统，如图1，本专利技术包括如下步骤：步骤1：变电站边缘侧接收系统主站分发的进行周期性算法迭代更新的压缩感知策略；步骤2：变电站边缘侧采用接收的压缩感知策略控制传感器对站域感知数据进行稀疏采样和重构分析，得到被感知设备状态信息；步骤3：变电站边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电设备状态监测信息采集方法，其特征在于，包括：/n变电站边缘侧接收系统主站分发的进行周期性算法迭代更新的压缩感知策略；/n变电站边缘侧采用接收的压缩感知策略控制传感器对站域感知数据进行稀疏采样和重构分析，得到被感知设备状态信息；/n变电站边缘侧将所述被感知设备状态信息，通过广域网络回传至系统主站。/n

【技术特征摘要】
1.一种变电设备状态监测信息采集方法，其特征在于，包括：
变电站边缘侧接收系统主站分发的进行周期性算法迭代更新的压缩感知策略；
变电站边缘侧采用接收的压缩感知策略控制传感器对站域感知数据进行稀疏采样和重构分析，得到被感知设备状态信息；
变电站边缘侧将所述被感知设备状态信息，通过广域网络回传至系统主站。


2.如权利要求1所述的一种变电设备状态监测信息采集方法，其特征在于，所述压缩感知策略，包括：
根据电力物联网，构建感应信号稀疏编码原子库；
基于所述感应信号稀疏编码原子库构造一个轮换矩阵并随机生成一个行向量，然后由所述行向量做循环移位形成测量矩阵：
用所述测量矩阵表示感知信号。


3.如权利要求2所述的一种变电设备状态监测信息采集方法，其特征在于，所述根据电力物联网，构建感应信号稀疏编码原子库，表达式为：
XN×1＝ΨN×NβN×1
式中，XN×1为感知信号正交基下的N维列向量值，βN×1为N维向量值降低成的向量值，且βN×1＜＜N，ΨN×N为感应信号稀疏编码原子库。


4.如权利要求2所述的一种变电设备状态监测信息采集方法，其特征在于，所述测量矩阵的计算，如下式所示：
θk＝p(t)；θi，k＝p(t+τi)＝θM×N
式中，p(t)为随机函数；p(t+τi)为其循环位移；θk表示测量初始矩阵；θi，k表示测量循环矩阵；k为N维列向量值降低成的K维向量值，且K＜＜N；i为M维列向量值降低成的向量值，且i＜＜M；θM×N为测量矩阵。


5.如权利要求4所述的一种变电设备状态监测信息采集方法，其特征在于，所述用所述测量矩阵表示感知信号，表达式为：
YM×1＝θM×NXN×1＝θM×NΨN×NβN×1
式中，YM×1为感知信号正交基下的M维列向量值，且M＜＜N。


6.如权利要求1所述的一种变电设备状态监测信息采集方法，其特征在于，所述变电站边缘侧采用接收的压缩感知策略控制传感器对站域感知数据进行稀疏采样和重构分析，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾鹏飞，田文锋，王瑶，梁云，孙晓艳，杨智豪，祁升龙，芦翔，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11