本发明涉及一种定位方法及系统，尤其涉及用于局部放电信号的定位方法及系统。
背景技术：
：电力设备带电检测是发现电力设备运行隐患的重要手段之一，也是电力设备安全、稳定地运行的重要保障。据统计，随着我国电力系统电压等级的不断提高，在电力设备故障中，绝缘故障占比达50％以上。设备绝缘故障的一个重要表现就是局部放电的发生。局部放电不仅是绝缘劣化的表现，同时也会加剧绝缘劣化的程度，造成恶性循环，最终造成绝缘击穿，进而引起重大事故的发生。有效的局部放电检测与定位技术可以及时发现绝缘故障并进行精确定位，加快检修速度与效率，避免事故的蔓延。因此，局部放电的检测与定位便成为了带电检测工作的重点。若采用对变电站全站空间的每一个电力设备均进行监测和排查，则会大大增加设备以及人力成本，且监测效率极低。而目前采用的变电站全站空间的特高频局部放电定位技术主要包括两种：时差法以及角度定位法。其中时差法由于需要以很高的采样频率对信号进行采样，因此该方法对于硬件的要求较高，实现起来较为困难；角度定位法则容易受到空间环境和电磁环境的影响，在实际应用中难以准确定位。基于此，期望获得一种针对变电站全站空间的局部放电定位方法，当局部放电发生时，该局部放电定位方法快速定位故障设备，极大地提高局部放电的检测和定位效率，并且显著降低了设备、人力成本。此外，该局部放电定位方法受空间环境和电磁环境的影响较小，降低了变电站局部放电监测的难度，提高了电力设备故障的检修效率，最终提高了变电站运维的智能化水平。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种变电站空间局部放电定位方法，该变电站空间局部放电定位方法基于所构建的模拟局部放电信号强度概率分布特性，然后通过贝叶斯概率法判断局部放电发生在各区域的概率，最终通过综合分析实现局部放电的空间定位。该变电站空间局部放电定位方法定位快速，受空间环境和电磁环境的影响较小，降低了变电站局部放电监测的难度，提高了电力设备故障的检修效率，进而提高了变电站运维的智能化水平。基于上述目的，本发明提出了一种变电站空间局部放电定位方法，其包括步骤：(1)在被测区域选定N个测量点，构建模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)；(2)当局部放电实际发生时，采用q个特高频传感器采集局部放电信号并获得实测局部放电强度特性向量(3)基于下述模型公式获取局部放电的定位结果E：其中，Sk表示测量点RPk的坐标，k表示N个测量点中的某一个测量点；Sn表示测量点RPn的坐标，n＝1,2,……,N；d表示rPD的维度，μk和μn分别表示测量点RPk和RPn的局部放电信号强度样本均值，Ck和Cn是协方差矩阵，表示选取自模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)中的第k列的向量，表示选取自模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)中的第n列的向量。需要说明的是，其中T表示向量的转置，其为本领域内的通用符号。进一步地，在本发明所述的变电站空间局部放电定位方法中，步骤(1)进一步包括步骤：将被测区域内的测量点记为RPj(j＝1,2,……,N)，使用模拟局部放电源在每一个测量点放电M次，采用q个特高频传感器测量各测量点各次的模拟局部放电信号强度，将任意一个特高频传感器记为APi(i＝1,2,3,4……，q)；设特高频传感器APi测得的测量点RPj处的模拟局部放电强度值为则测量点RPj处的模拟局部放电强度特性向量r(m)j为：其中m表示测量次数，m＝1,2,…,M；则所有测量点的模拟局部放电强度特性向量构成了被测区域的模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)：进一步地，在本发明所述的变电站空间局部放电定位方法中，所述q个特高频传感器被设置为4个特高频传感器。进一步地，在本发明所述的变电站空间局部放电定位方法中，所述特高频传感器为特高频无线传感器。需要说明的是，为了便于数据的传输发送，本案中优选的采用特高频无线传感器。相应地，本发明的另一目的在于提供一种变电站空间局部放电定位系统，该变电站空间局部放电定位系统定位快速，受空间环境和电磁环境的影响较小，降低了变电站局部放电监测的难度，提高了电力设备故障的检修效率，进而提高了变电站运维的智能化水平。基于上述目的，本发明还提出了一种变电站空间局部放电定位系统，包括：q个特高频传感器以及与该q个特高频传感器数据连接的处理单元；其中：处理单元基于q个特高频传感器传输的模拟局部放电信号构建模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)；当局部放电实际发生时，采用q个特高频传感器采集局部放电信号，处理单元基于这些局部放电信号获得实测局部放电强度特性向量处理单元基于下述模型公式获取局部放电的定位结果E：其中，Sk表示测量点RPk的坐标，k表示N个测量点中的某一个测量点；Sn表示测量点RPn的坐标，n＝1,2,……,N；d表示rPD的维度，μk和μn分别表示测量点RPk和RPn的局部放电信号强度样本均值，Ck和Cn是协方差矩阵，表示选取自模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)中的第k列的向量，表示选取自模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)中的第n列的向量。进一步地，在本发明所述的变电站空间局部放电定位系统中，所述处理单元基于q个特高频传感器传输的模拟局部放电信号构建模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)包括步骤：将被测区域内的测量点记为RPj(j＝1,2,……,N)，使用模拟局部放电源在每一个测量点放电M次，采用q个特高频传感器测量各测量点各次的模拟局部放电信号强度，将任意一个特高频传感器记为APi(i＝1,2,3,4……，q)；设特高频传感器APi测得的测量点RPj处的模拟局部放电强度值为则测量点RPj处的模拟局部放电强度特性向量r(m)j为：其中m表示测量次数，m＝1,2,…,M；则所有测量点的模拟局部放电强度特性向量构成了被测区域的模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)：进一步地，在本发明所述的变电站空间局部放电定位系统中，所述q个特高频传感器被设置为4个特高频传感器。进一步地，在本发明所述的变电站空间局部放电定位系统中，所述特高频传感器为特高频无线传感器。需要说明的是，为了便于数据的传输发送，本案中优选的采用特高频无线传感器。进一步地，在本发明所述的变电站空间局部放电定位系统中，所述特高频传感器与处理单元之间连接有路由器。本发明所述的变电站空间局部放电定位方法基于所构建的模拟局部放电信号强度概率分布特性，然后通过贝叶斯概率法判断局部放电发生在各区域的概率，最终通过综合分析实现局部放电的空间定位。所述的变电站空间局部放电定位方法定位快速，受空间环境和电磁环境的影响较小，降低了变电站局部放电监测的难度，提高了电力设备故障的检修效率，进而提高了变电站运维的智能化水平。此外，本发明所述的变电站空间局部放电定位系统也具有上述优点。附图说明图1为本发明所述的变电站空间局部放电定位方法的在一种实施方式下的流程示意图。图2为本发明所述的变电站空间局部放电定位系统在一种实施方式下的示意图。图3显示了本发明所述的变电站空间局部放电定位系统在一种实施方式下的排布方式。具体实施方式下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的变电站空间局部放电定位及系统做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。图1为本发明所述的变电站空间局部放电定位方法的在一种实施方式下的流程示意图。如图1所示，本实施方式中的变电站空间局部放电定位包括步骤：(1)在被测区域选定N个测量点，构建模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)，其中，将被测区域内的测量点记为RPj(j＝1,2,……,N)，使用模拟局部放电源在每一个测量点放电M次，采用q个特高频传感器测量各测量点各次的模拟局部放电信号强度，将任意一个特高频传感器记为APi(i＝1,2,3,4……，q)；设特高频传感器APi测得的测量点RPj处的模拟局部放电强度值为则测量点RPj处的模拟局部放电强度特性向量r(m)j为：其中m表示测量次数，m＝1,2,…,M；需要说明的是，其中T表示向量的转置，为本领域内的通用符号。则所有测量点的模拟局部放电强度特性向量构成了被测区域的模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)：(2)当局部放电实际发生时，采用q个特高频传感器采集局部放电信号并获得实测局部放电强度特性向量(3)基于下述模型公式获取局部放电的定位结果E：其中，Sk表示测量点RPk的坐标，k表示N个测量点中的某一个测量点；Sn表示测量点RPn的坐标，n＝1,2,……,N；d表示rPD的维度，μk和μn分别表示测量点RPk和RPn的局部放电信号强度样本均值，Ck和Cn是协方差矩阵，表示选取自模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)中的第k列的向量，表示选取自模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)中的第n列的向量。需要说明的是，在本实施方式中，q个特高频传感器被设置为4个特高频传感器AP1、AP2、AP3以及AP4，并且特高频传感器AP1、AP2、AP3以及AP4为特高频无线传感器。图2为本发明所述的变电站空间局部放电定位系统在一种实施方式下的示意图。如图2所示，在本实施方式中的变电站空间局部放电定位系统包括q个特高频传感器(在本实施方式中，q＝4，即特高频传感器AP1、AP2、AP3以及AP4，各个特高频传感器均为特高频无线传感器)以及与各个特高频传感器数据连接的处理单元1，处理单元1通过路由器2实现数据连接。特高频传感器AP1、AP2、AP3以及AP4分别位于测试区域4的四个边角处，当测试区域内的某一处P发生局部放电时，通过特高频传感器AP1、AP2、AP3以及AP4采集局部放电信号。具体过程如图3所示。图3显示了本发明所述的变电站空间局部放电定位系统在一种实施方式下的排布方式。测试时，测试区域4为24m*24m(图中L1表示正方形区域边长，L1＝24m)的正方形区域内，并在正方形四个顶角处设置四个特高频传感器AP1、AP2、AP3以及AP4，为了便于表示方位，建立平面直角坐标系，AP3在坐标系中的坐标为(1,1)，AP4在坐标系中的坐标为(25,1)，AP1在坐标系中的坐标为(25,25)，AP2在坐标系中的坐标为(1,25)，并且在正方形区域内均匀分布有625个测试点，沿X轴方向或与其平行的直线方向上相邻两个测试点的间隔L2为1m，而沿Y轴方向或与其平行的直线方向上相邻两个测试点的间隔L3也为1m。将被测区域内的测量点记为RPj(j＝1,2,……,N，在本实施方式中N＝625)，使用模拟局部放电源在每一个测量点放电M次，采用q个特高频传感器测量各测量点各次的模拟局部放电信号强度，将任意一个特高频传感器记为APi(i＝1,2,3,4……，q)；设特高频传感器APi测得的测量点RPj处的模拟局部放电强度值为则测量点RPj处的模拟局部放电强度特性向量r(m)j为：其中m表示测量次数，m＝1,2,…,M；需要说明的是，其中T表示向量的转置，为本领域内的通用符号。则所有测量点的模拟局部放电强度特性向量构成了被测区域的模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)：处理单元1基于特高频传感器AP1、AP2、AP3以及AP4传输的模拟局部放电信号构建模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)；当局部放电实际发生时，采用特高频传感器AP1、AP2、AP3以及AP4采集局部放电信号，处理单元1基于这些局部放电信号获得实测局部放电强度特性向量处理单元1基于下述模型公式获取局部放电的定位结果E：其中，Sk表示测量点RPk的坐标，k表示N个测量点中的某一个测量点；Sn表示测量点RPn的坐标，n＝1,2,……,N；d表示rPD的维度，μk和μn分别表示测量点RPk和RPn的局部放电信号强度样本均值，Ck和Cn是协方差矩阵，表示选取自模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)中的第k列的向量，表示选取自模拟局部放电信号强度概率分布特性矩阵Ψ(m)中的第n列的向量。为了验证采用基于贝叶斯概率的变电站空间局部放电的定位效果，对测试区域中每一个测试点分别采用本案的变电站空间局部放电定位方法以及现有技术的时差法以及角度定位法进行测量，将测量所获得的数值与实际发生局部放电的坐标数据进行误差统计，结果如表1所示。表1.变电站空间局部放电定位方法时差法角度定位法平均定位误差(m)1.862.382.84误差小于1m百分比(％)32.324.221.0误差小于3m百分比(％)75.270.264.2误差小于5m百分比(％)87.584.683.5最大误差(m)8.2511.2311.78由表1可以看出，采用本案的变电站全站空间局部放电定位方法平均定位误差为1.86米，定位误差小于3米的百分比为75.2％，性能明显优于现有技术的定位方法。并且1.86米的定位误差完全满足变电站局部放电定位的精度要求。由此说明，基于所构建的模拟局部放电信号强度概率分布特性，然后通过贝叶斯概率法判断局部放电发生在各区域的概率，最终通过综合分析实现局部放电的空间定位。该变电站空间局部放电定位方法定位快速，受空间环境和电磁环境的影响较小，降低了变电站局部放电监测的难度，提高了电力设备故障的检修效率，进而提高了变电站运维的智能化水平。并且，与现有技术的时差法、角度定位法相比，本案只需要测量局部放电信号强度信息，在保证了较高的定位精度的同时，显著减小了系统硬件成本，有效地提高了变电站电力设备的监测、检修效率，具有较好的实际推广应用价值。需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。当前第1页1 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