直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法
【专利摘要】本发明涉及同步去除户外特高压直流线路电晕电流信号中存在的多种窄带型干扰。本方法先通过获取采样率相同的户外特高压线路上的干扰电流和电晕电流的离散频谱，然后确定干扰电流与电晕电流的互相关函数频谱，选取所述互相关函数频谱中窄带信号频率点，通过去除所述电晕电流离散频谱中所述窄带信号频率点的幅值，得到去除窄带干扰信号后的电晕电流波形。本项发明可以实现对电晕电流测量数据中存在的多种窄带型干扰信号的同步抑制，具有较强的通用性，可以为特高压直流输电线路的电晕特性研究提供有效的理论与技术手段。
【专利说明】直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及特高压输电【技术领域】，更具体涉及一种特高压直流线路电晕电流测量 数据中窄带干扰的同步抑制方法。
【背景技术】:
[0002]为解决我国现阶段存在的用电负荷快速持续增长、资源分布与国民电力需求不均 衡的问题，发展大容量远距离输电技术、建设特高压输电网作为有效方案正在逐步建设与 实施。与现有电网相比，建设特高压电网将大大提高远距离、大容量输电的效率、减少输电 损耗、降低输电成本、实现大范围内的资源优化配置，是实现我国“西电东送、南北互供、全 国联网”的战略目标的必然选择。目前，向家坝-上海± SOOkV特高压直流输电示范工程已 建成投运，± IlOOkV电压等级特高压直流系统的研究工作正稳步推进。
[0003]建设特高压电网将不可避免的面临电晕问题。直流输电线路的电晕现象包括电晕 损失、电场效应、无线电干扰和可听噪声等，由此将产生直流输电的运行损耗和一系列环境 问题。因此，进行特高压直流电晕特性的研究，对于取得工程设计依据、合理选择导线型式、 降低电晕效应和运行损耗等具有重要的意义。
[0004]在国家电网公司北京特高压直流试验基地，以户外大型电晕笼与试验线段为依 托，利用“宽频域测量系统”获取不同电压等级下的电晕电流数据，并进行系统分析研究。由 于该采集系统位于户外，且比较高大，测量数据中除了包含电晕电流信号之外，还包含大量 来自空间的窄带信号(如调幅广播信号、航空导航信号)，使得电晕电流数据频谱构成复杂， 针对电晕本身的分析工作很难进行。
[0005]针对窄带型干扰的抑制，经典的方法是利用信号自身的特征设计相应数字滤波 器。但在电晕电流测量数据中，窄带型干扰的数量众多，且分布在较宽的频带上，利用数字 滤波方法很难同时兼顾噪声抑制与其余频带频谱特性的保留。因此，需要设计有效的解决 方案，既能实现对数据中多种窄带型干扰的同步抑制，又不会改变其余频带的频谱特性。这 样，电晕电流数据就会得到极大改善。本发明提出的方法，就能很好的解决上述问题。
【发明内容】
:
[0006]本发明的目的是提供一种直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方 法，本方法不仅为特高压直流输电线路的电磁环境研究提供了理论基础和有效分析的实现 方法，而且为电晕特性的进一步研究奠定了必要的基础。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:直流线路电晕电流测量数据中窄带 干扰的同步抑制方法，所述方法包括以下步骤:
[0008](I)获取采样率相同的干扰电流测量数据和电晕电流测量数据的离散频谱；
[0009](2)确定干扰电流测量数据与电晕电流测量数据的互相关函数频谱；
[0010](3)选取所述互相关函数频谱中窄带信号频率点；
[0011](4)去除所述电晕电流测量数据离散频谱中所述窄带信号频率点的幅值；[0012](5)获得去除所述窄带信号的电晕电流测量数据时域波形和频谱。
[0013]本发明提供的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，所述步骤
(I)中电晕电流数据的获取包括以下步骤:
[0014](1-1)获得宽频域测量系统的采样电晕电流测量数据；
[0015](1-2)将所述采样电晕电流测量数据滤除工频干扰得到所述电晕电流。
[0016]本发明提供的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特征在于:所述干扰电流测量数据和电晕电流测量数据分别通过离散傅里叶变化获得各自的离散频谱。
[0017]本发明提供的另一优选的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特征在于:所述互相关函数频谱通过功率谱密度函数得到，所述功率谱密度函数为:
【权利要求】
1.直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特征在于:所述方法包 括以下步骤:(1)获取采样率相同的干扰电流测量数据和电晕电流测量数据的离散频谱；(2)确定干扰电流测量数据与电晕电流测量数据的互相关函数频谱；(3)选取所述互相关函数频谱中窄带信号频率点；(4)去除所述电晕电流测量数据离散频谱中所述窄带信号频率点的幅值；(5)获得去除所述窄带信号的电晕电流测量数据时域波形和频谱。
2.如权利要求1所述的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特 征在于:所述步骤(I)中电晕电流测量数据的获取包括以下步骤:(1-1)获得宽频域测量系统的采样电晕电流测量数据；(1-2)将所述采样电晕电流测量数据滤除工频干扰得到所述电晕电流测量数据。
3.如权利要求2所述的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特 征在于:所述干扰电流测量数据和电晕电流测量数据分别通过离散傅里叶变化获得各自的 离散频谱。
4.如权利要求1所述的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特 征在于:所述互相关函数频谱通过功率谱密度函数得到，所述功率谱密度函数为:,、xikSrTk),,SM=............1...............1⑴其中X(k)、Y(k)为离散信号x(n)、y(n)的傅里叶变换，x(n)和y(n)分别为干扰电流 测量数据和电晕电流测量数据，@为Y(k)的共轭，N为数据长度。
5.如权利要求4所述的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特 征在于:所述步骤(3)中窄带信号频率点的选取包括以下步骤:(3-1)确定噪声信号幅值的阈值；(3-2)记录所述互相关函数频谱中幅值大于所述阈值的频率点。
6.如权利要求5所述的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特 征在于:所述阈值为所述功率谱密度函数幅值的平均值。
7.如权利要求1所述的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特 征在于:将所述步骤(4)中窄带信号频率点的幅值通过归零去除。
8.如权利要求7所述的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特征 在于:采用最小二乘法对进行归零处理的频率点周边频段做低阶次多项式拟合，将拟合后曲 线的幅值作为所述周边频段归零处理后的幅值，得到处理后的电晕电流测量数据频谱；所述周边频段为在预做归零处理的窄带信号频率点左右两个方向各取不超过该频率 点带宽的1/10之频段长。
9.如权利要求8所述的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其特 征在于:所述阶次为2次或3次。
10.如权利要求9所述的直流线路电晕电流测量数据中窄带干扰的同步抑制方法，其 特征在于:将所述处理后的电晕电流测量数据频谱通过离散傅里叶逆变换得到的电晕电流 测量数据时域波形。
【文档编号】G01R23/16GK103439574SQ201310343879
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】刘元庆, 王秋生, 孙娜, 陆家榆, 袁海文 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 北京航空航天大学