【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高压电缆状态监测领域，尤其是一种全带宽高频局放prpd谱图捕获生成方法及系统。
技术介绍
1、随着输电电网向智能化方向不断发展，过去一直采用的离线例行试验及定期维修的方法，因具有盲目性大、操作频繁以及过度维修等缺点，导致设备可靠性降低，日益显得与电网的发展不相符；另一方面，通过各研究部门、高等院校与使用单位的努力，使得电力设备状态检测技术不断进步，以此为基础的设备状态检修得到了国家电网公司的极大重视。电力电缆状态检测及风险评估的目的是基于状态检修手段，尽量提高电力系统的供电可靠性与设备使用效率。
2、为此，技术人员进行了探索，提供了一些解决方案，但是仍然存在一些技术问题。比如，在高频局放谱图生成技术方面，目前常规的技术是先将脉冲波形采集捕获，标记其相位，然后组合成一个数据包上传至终端计算机，在计算机中解析脉冲，再从脉冲中获取峰值，将峰值及相位组合成prpd谱图。由于高频局放信号频率范围是3~30mhz,通常adc采样率为100mhz，以16位的adc为例，单个数据点需要2个字节，100mhz满速采样的话，数据率将达到200mb/s，即1.6gbit/s。而通常局放需要同时采集3个通道，其总的数据率会达到4.8gbit/s。数据流量过大给后级处理电路及系统带来了巨大压力，因此，常规做法是间歇性工作，即采集一段时间，然后传输一段时间，然后再次开启采集。这样的模式，可以兼顾后级处理压力，使系统运行流畅。但是这样的处理方式，导致了设备对局放信号的检测存在盲区，即间歇期间发生的局放信号无法被采集到，从而使设备的有
3、因此，需要进一步的研发和创新，以解决现有技术存在的上述问题。
技术实现思路
1、专利技术目的，提供一种全带宽高频局放prpd谱图捕获生成方法及系统，以解决现有技术存在的上述问题。
2、技术方案，根据本申请的一个方面，全带宽高频局放prpd谱图捕获生成方法，包括如下步骤：
3、步骤s1、布设高频局放传感器并接收至少n个高频局放传感器的原始信号，并预处理，得到已处理信号；n为自然数；
4、步骤s2、读取已处理信号并分析计算，得到全带宽高频局放prpd图谱，并预存储；
5、步骤s3、构建图谱识别模块，从全带宽高频局放prpd图谱中提取特征向量；
6、步骤s4、构建并训练集成学习模型，以特征向量为输入，获得高频局放类型；
7、步骤s5、将全带宽高频局放prpd图谱和高频局放类型送入显示模块进行显示。
8、根据本申请的一个方面，所述步骤s1进一步为：
9、步骤s11、调用gis模块和设计要求，生成高频局放传感器位置并布设；
10、步骤s12、根据信号特征设置采样阈值，根据采样阈值，形成信号段落，针对每个信号段落设置采样系统参数，确定采样率和采样位数；所述信号特征包括幅值和频率；
11、步骤s13、针对每个信号段落，采集原始信号，并按时间片段进行分割,获取时域上连续的信号片段，按照预设的时域交织模式,重排信号片段的顺序，得到交织后的信号；
12、步骤s14、对于交织后的信号，以低采样率进行压缩感知采样，获取采样值，将低采样率采样值作为输入，利用omp压缩感知重构算法，恢复宽带高频原始信号；
13、步骤s15、使用同步信号或时标信号对齐不同段落的信号，将各个段落的信号按照原始信号的顺序，重新拼接在一起，得到处理后的信号，将不同段落的信号重新组合，得到已处理信号。
14、根据本申请的一个方面，所述步骤s2进一步为：
15、步骤s21、针对每个信号段落，读取已处理信号，根据局部放电信号的特征和规律，分析计算信号参数，信号参数包括放电相位、放电幅值、放电次数和放电能量；
16、步骤s22、根据分析计算的信号参数生成prpd图谱，其中，以放电相位为横坐标，放电幅值为纵坐标，放电次数或放电能量为颜色深浅，绘制局部放电信号的分布图；
17、步骤s23、根据prpd图谱的数据格式和大小，选择预定的存储设备和方式，预存储prpd图谱。
18、根据本申请的一个方面，所述步骤s3进一步为：
19、步骤s31、采用均值滤波对prpd图谱进行平滑处理，基于局部极大值检测方法定位prpd图谱中的特征点，并获得特征点坐标；
20、步骤s32、基于prpd图谱和特征点，通过灰度共生矩阵方法提取prpd图谱的特征矩阵；
21、步骤s33、计算特征矩阵的特征值，获得用以表示prpd图谱特征的对比度、能量和熵的特征值及特征向量；
22、步骤s34：使用基于统计信号处理技术的局部放电波形特征分析方法，对特征向量进行分析和优化。
23、根据本申请的一个方面，所述步骤s4进一步为：
24、步骤s41、基于随机森林或梯度提升树构建集成学习模型；
25、步骤s42、使用预存储的局部放电数据作为训练集，使用交叉验证或网格搜索训练模型的参数；
26、步骤s43、使用局放数据的测试集，通过混淆矩阵或roc曲线方法评估模型的性能，获得分类准确率、召回率和f1值；
27、步骤s44、以prpd图谱的特征向量作为集成学习模型的收入，获得高频局放类型。
28、根据本申请的一个方面，所述步骤s5进一步为：
29、步骤s51、根据prpd图谱和高频局放类型的数据格式和大小，以及显示模块的特性和要求，调用显示单元并设置显示参数；
30、步骤s52、根据设置好的显示参数，将prpd图谱和高频局放类型输出到显示模块。
31、根据本申请的一个方面，所述步骤s21进一步为：
32、步骤s211、针对每个信号段落，将已处理信号以窗口长度进行分割，获取多个数据段；
33、步骤s212、对每个数据段,通过波峰波谷检测,提取特征波形,获取起始点和终止点；
34、步骤s213、对每个特征波形,计算正峰到下个负峰的相位角；
35、步骤s214、计算每个特征波形的相位角，并存储。
36、根据本申请的一个方面，所述步骤s34进一步为：
37、步骤s341、根据信号的波形数据，计算信号的统计特性，统计特性包括均值、方差、偏度和峰度；
38、步骤s342、根据信号的统计特性，对特征向量进行归一化，使其符合标准正态分布；
39、步骤s343、根据信号的特征重要性，对特征向量进行降维，去除冗余或无关的特征，保留主要的特征，以减少特征向量的维度和复杂度；
40、步骤s344本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤S1进一步为：
3.根据权利要求2所述的全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤S2进一步为：
4.根据权利要求3所述的全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤S3进一步为：
5.根据权利要求4所述的全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤S4进一步为：
6.根据权利要求5所述的全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤S5进一步为：
7.根据权利要求6所述的全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤S21进一步为：
8.根据权利要求6所述的全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤S34进一步为：
9.根据权利要求6所述的全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤S344中，获得最优特征子集的过程具体
10.全带宽高频局放PRPD谱图捕获生成系统，用以执行权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，包括高频局放传感器、工频同步传感器、可编程门阵列FPGA和PRPD显示模块。
...【技术特征摘要】
1.全带宽高频局放prpd谱图捕获生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的全带宽高频局放prpd谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤s1进一步为：
3.根据权利要求2所述的全带宽高频局放prpd谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤s2进一步为：
4.根据权利要求3所述的全带宽高频局放prpd谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤s3进一步为：
5.根据权利要求4所述的全带宽高频局放prpd谱图捕获生成方法，其特征在于，所述步骤s4进一步为：
6.根据权利要求5所述的全带宽高频局放prpd谱图捕获生成方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇，
申请(专利权)人：南京卓煊电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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