三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质，方法包括：获取电缆表面的电场波形簇对应的第一幅值序列和第一相位序列；将个体的初始参数代入多参量

Three phase voltage non-contact measurement method, system, electronic equipment and storage medium

【技术实现步骤摘要】
三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力测量
，更具体地，涉及一种三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。电缆在电力线路中所占比重正逐渐增加，是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的产品。
[0003]在电力系统中，通常希望通过监测电力电缆的电压信号以进行电能质量的检测。一般地，直接测量电力电缆的电压需要进行一个或多个电缆的电连接，直接连接不仅操作困难，且实际检测人员有可能在电缆的电压测量中由于操作失误导致触电，这对技术人员的生命安全造成严重威胁。
[0004]因此，采用非接触方式测量三相电压成为了当前研究热点，对于三相电压的非接触测量：现有技术存在一种基于先验知识库比对搜索的三相电压非接触测量方法，该方法通过比对实测曲线与先验知识库中的曲线最终计算得到三相估测电压。该方法过于依赖先验知识，当传感器与被测对象的相对位置改变时，可能导致先验知识库中没有与实测曲线相匹配的曲线，进而导致测量准确度下降。
[0005]同时，现有技术还存在一种基于三相导体邻近电场分布逆推计算三相电压的方法，该方法通过布置多个电场传感器，求解电场传感器与三相导体间的耦合系数矩阵实现三相电压测量。该方法要求电场传感器和被测量对象的相对位置精确固定，一旦传感器布置的位置出现偏差，则测量准确度会严重下降。
[0006]可见，现有技术均依赖于传感器与被测对象之间的精确定位，实际应用受限。因此，如何降低传感器与被测对象之间的位置偏差对求解精度的影响是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质，用以解决降低传感器与被测对象之间的位置偏差对求解精度的影响的问题。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供了一种三相电压非接触测量方法，包括：基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇，分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列；将个体的初始参数代入预设的多参量
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空间电场耦合函数中，获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列，所述初始参数中至少包括电压参数；计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果；
基于所述相关运算结果，对个体的初始参数进行更新，直至所述相关运算结果满足预设条件，将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体，并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0010]可选的，通过如下方式构建多参量
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空间电场耦合函数：获取目标电缆的几何参数，所述几何参数至少包括：导体直径d、电缆内半径、导体中心到电缆中心的距离和两相导体中心的距离D；根据所述导体直径d和所述距离D，计算所述目标电缆的位置因子；根据所述位置因子和所述导体直径d，计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径；根据所述模拟半径、所述电缆内半径和所述距离计算模拟线电荷距离电缆中心的距离p、模拟线电荷距离镜像中心的距离a、模拟线电荷i的空间坐标Ci和模拟线电荷i的镜像电荷p'的空间坐标Cp；根据获取测量点的空间坐标Cy、所述距离a、所述距离p、所述空间坐标Ci和所述空间坐标Cp计算所述测量点的电位系数；根据所述电位系数和导体表面电压计算模拟线电荷的电荷量；根据所述电位系数和所述电荷量计算所述测量点的电位；根据所述电位求导得到对应的电场构建多参量
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空间电场耦合函数。
[0011]可选的，所述根据所述位置因子和所述导体直径d，计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径的步骤之前，包括：设定所述目标电缆的每相导体采用预设数量无限长线电荷进行模拟；设定所述预设数量无限长线电荷均匀分布在模拟圆周上，所述模拟圆周的圆心和所述目标电缆的单相导体的圆心重合。
[0012]可选的，所述根据所述导体直径d和所述距离D，计算所述目标电缆的位置因子为：;其中，为电缆导体的直径，为两相导体中心的距离；所述根据所述位置因子和所述导体直径d，计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径为： ；其中，为位置因子，为电缆导体的直径；根据获取测量点的空间坐标Cy、所述距离a、所述距离p、所述空间坐标Ci和所述空间坐标Cp计算所述测量点的电位系数：
；其中，、为修订因子，其保证了电缆外壳的电位始终为0，为测量点j到模拟线电荷i的距离，为测量点j到模拟线电荷i的镜像电荷的距离；所述根据所述电位系数和导体表面电压计算模拟线电荷的电荷量为： ；其中，为电位系数矩阵，为模拟线电荷的总数，为单相导体模拟线电荷数量，为导体表面电压；所述根据所述电位系数和所述电荷量计算所述测量点的电位为：；其中，为电位系数，为第i根模拟线电荷的电荷量,t为单位时间，为模拟线电荷总数量。
[0013]所述根据所述电位求导得到对应的电场，构建多参量
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空间电场耦合函数为：;其中，为模拟线电荷的总数，为单相导体模拟线电荷数量，为模拟线电荷i在测量点j的沿轴上的作用力，为模拟线电荷i在测量点j的沿轴上的作用力, 为模拟线电荷i的大小，t为单位时间。
[0014]可选的，所述阵列式电场传感装置，包括多个电场传感器，所述多个电场传感器构成封闭回路，所述封闭回路的形状根据需求进行改变。
[0015]可选的，所述阵列式电场传感装置的电场传感器数量N为：;其中，b为被测对象的供电相数量。
[0016]可选的，计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果，包括：；其中，为第一幅值序列，为第一相位序列，为第二幅值序列、为第二相位序列，N为测量点总个数，n为测量点序号。
[0017]根据本专利技术的第二方面，提供一种三相电压非接触测量系统，包括：
电场传感装置，用于获取电缆表面测量点的电场波形簇；电场分解模块，用于接收所述电场波形簇，分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列；理论计算模块，用于将个体的初始参数代入预设的多参量
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空间电场耦合函数中，获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列，所述初始参数中至少包括电压参数；结果计算模块，用于计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果；迭代输出模块，用于基于所述相关运算结果，对个体的初始参数进行更新，直至所述相关运算结果满足预设条件，将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体，并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
[0018]根据本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相电压非接触测量方法，其特征在于，所述方法包括：基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇，分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列；将个体的初始参数代入预设的多参量
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空间电场耦合函数中，获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列，所述初始参数中至少包括电压参数；计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果；基于所述相关运算结果，对个体的初始参数进行更新，直至所述相关运算结果满足预设条件，将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体，并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。2.根据权利要求1所述的三相电压非接触测量方法，其特征在于，通过如下方式构建多参量
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空间电场耦合函数：获取目标电缆的几何参数，所述几何参数至少包括：导体直径d、电缆内半径、导体中心到电缆中心的距离和两相导体中心的距离；根据所述导体直径d和所述距离，计算所述目标电缆的位置因子；根据所述位置因子和所述导体直径d，计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径；根据所述模拟半径、所述电缆内半径和所述距离计算模拟线电荷距离电缆中心的距离p、模拟线电荷距离镜像中心的距离a、模拟线电荷i的空间坐标和模拟线电荷i的镜像电荷的空间坐标；根据获取测量点的空间坐标、所述距离a、所述距离p、所述空间坐标和所述空间坐标计算所述测量点的电位系数；根据所述电位系数和导体表面电压计算模拟线电荷的电荷量；根据所述电位系数和所述电荷量计算所述测量点的电位；根据所述电位求导得到对应的电场构建多参量
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空间电场耦合函数。3.根据权利要求2所述的三相电压非接触测量方法，其特征在于，所述根据所述位置因子和所述导体直径d，计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径的步骤之前，包括：设定所述目标电缆的每相导体采用预设数量无限长线电荷进行模拟；设定所述预设数量无限长线电荷均匀分布在模拟圆周上，所述模拟圆周的圆心和所述目标电缆的单相导体的圆心重合。4.根据权利要求3所述的三相电压非接触测量方法，其特征在于，所述根据所述导体直径d和所述距离D，计算所述目标电缆的位置因子为：；
其中，为电缆导体的直径，为两相导体中心的距离；所述根据所述位置因子和所述导体直径d，计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径为：；其中，为位置因子，为电缆导体的直径；根据获取测量点的空间坐标、所述距离a、所述距离p、所述空间坐标和所述空间坐标计算所述测量点的电位系数：；其中，、为修订因子，其保证了电缆外壳的电位始终为0，为测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红斌，陈庆，马超俊，焦洋，徐盈盈，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：