本发明涉及电力安全监测技术，具体涉及一种直流电缆绝缘状态判断方法及系统。
背景技术：
：近年来，国内外直流输电线路投运数量不断增加，电压等级不断提高，我国南澳±160千伏世界首条三端柔性直流工程，舟山±200kv五端柔直输电工程，以及厦门和大连±320kv五端柔直电缆系统均已投运。abb公司2014年已研制出的±525kvxlpe直流电缆。虽然直流电缆技术空前发展，但高压直流电缆及附件的绝缘带电检测、故障诊断等运维及信号后处理技术研究相对滞后。现有技术中如何选定检测直流电缆中潜伏的绝缘缺陷的特征参数以及利用特征参数合理评估电缆的绝缘状态尚未提出相应的方法。技术实现要素：为解决上述
背景技术：
中提出的问题，本发明提供一种直流电缆绝缘状态判断方法及系统，无需改变电缆的运行状态、测试方便，无需接触带电设备、检测安全性高、判断准确度较高。本发明第一方面提供一种直流电缆绝缘状态判断方法，所述方法包括：获取电缆的电信号；根据所述电信号获取特征参数；获取特征参数权重；根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。作为一种可选方案，所述电信号包括泄漏电流和局部放电信号。作为一种可选方案，所述特征参数包括泄漏电流特征参数和局部放电特征参数；所述泄漏电流特征参数包括统计参数和小波包特征量；所述局部放电特征参数包括放电量和放电重复率。作为一种可选方案，所述统计参数包括绝缘电阻、泄漏电流离散度、非线性系数和速率系数；所述小波包特征量包括小波包节点能量、节点能量均值及节点能量离散度。作为一种可选方案，所述获取各特征参数权重具体为：根据特征参数的重要性，采用预设权数确定方式，获取各特征参数权重；所述预设权数确定方式包括主观赋权法、客观赋权法、组合赋权法；所述主观赋权法包括层次分析法、g1法；所述客观赋权法包括critic法熵权法；所述组合赋权法包括主观赋权法与客观赋权法各一种方法的组合。作为一种可选方案，所述方法还包括：创建训练样本库，所述训练样本库包括电缆各个状态的样本，使用所述训练样本库对rbf神经网络进行训练；所述根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态具体为：通过rbf神经网络根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。作为一种可选方案，所述训练样本库中的样本的状态包括良好、一般、注意、严重。作为一种可选方案，所述通过rbf神经网络根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态具体为：获取判断因素的隶属函数；获取综合评价结果向量矩阵，基于最大隶属度原则，确定电缆绝缘状态。本发明第二方面提供一种直流电缆绝缘状态判断系统，所述系统包括：信号检测单元，用于获取电缆的电信号；特征参数提取单元，用于根据所述电信号获取特征参数；权数获取单元，用于获取特征参数权重；电缆绝缘状态判断单元，用于根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。作为一种可选方案，所述系统包括样本训练单元，所述电缆绝缘状态判断单元包括rbf神经网络单元，所述rbf神经网络单元用于通过样本训练单元训练识别电缆绝缘状态。本发明的优点在于：本发明提供的一种直流电缆绝缘状态判方法通过电缆的电信号获取特征参数和特征参数权重，根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态，无需改变电缆的运行状态、测试方便，无需接触带电设备、检测安全性高、判断准确度较高。附图说明图1为本发明实施例提供的一种直流电缆绝缘状态判断方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的直流电缆状态评估模型；图3为本发明实施例提供的一种直流电缆绝缘状态判断系统的结构示意图。具体实施方式下面参照附图并结合具体的实施例，对本发明作进一步的详细说明。实施例一请参照图1，本发明实施例提供一种直流电缆绝缘状态判断方法的流程示意图，该方法包括1)选定直流电缆待检测点，检测泄漏电流和局部放电信号；2)针对泄漏电流和局部放电信号，提取特征参数，构成评价因素集；进一步地，泄漏电流特征参数包括统计参数和小波包特征量，其中统计参数由绝缘电阻、泄漏电流离散度、非线性系数、速率系数构成；小波包特征量由小波包节点能量、节点能量均值及节点能量离散度构成；局部放电特征参数由放电量、放电重复率构成。具体参数定义为：(a)泄漏电流的统计参数a)绝缘电阻：r＝u/i(8-1)式中，u为每个电压等级下外施电压，i为泄漏电流；b)泄漏电流离散度：式中，s为样本标准差；n为泄漏电流采样点数；xi为泄漏电流第i个样本点；为泄漏电流样本平均值。c)非线性系数b与速率系数a：i＝aub(8-3)(b)泄漏电流小波包的特征量包括每个电压等级下泄漏电流的小波包节点能量e3,j、节点能量平均值eav和节点能量离散度eσ。(c)局部放电特征参数包括每个电压等级下平均放电量q(该电压等级加压时间内所有防电脉冲的放电量总和除以放电脉冲数量)与电压u的比值l＝q/u、平均放点重复率n(该电压等级下所有放电脉冲数量除以时间，单位次/min)与外施电压u的比值t＝n/u作为局部放电特征。对每根电缆样本施加多个电压等级，电压等级数量记为k，则子目标层中绝缘电阻的特征量为泄漏电流离散度非线性系数为和速率系数为s3＝[a,b]，3层小波包节点能量为节点能量平均值为节点能量离散度为放电量为放电重复率为3)按照特征参数的重要性，采取相应的权数确定方法，建立评价因素集及各参数权重。进一步地，权数确定方法可采用主观赋权法、客观赋权法、组合赋权法建立参数权重，主观赋权法包括层次分析法、g1法，客观赋权法包括critic法、熵权法，组合赋权法包括主观赋权法与客观赋权法各一种方法的组合。本实施例中，采用组合赋权法为评价因素集中的各特征参数权重赋值。主观赋权法采用层次分析法，客观赋权法采用熵权法。主观赋权法采用在层次分析法基础上改进的模糊层次分析法(fahp)对个体评价因素权重进行分配。设矩阵a＝(aij)n×m，若a满足aij+aji＝1，则称矩阵a为模糊互补矩阵。其中，aij表示评价因素ai比aj重要的程度，采用0.1～0.9标度法进行标度，重要性越大则标度越大。接着，利用模糊互补矩阵计算模糊一致矩阵r＝(rij)n×n，矩阵元素计算方法如下得到模糊一致矩阵r后，利用关系权重法计算各评价因素的权重wi′式中，α＝(n-1)/2，为调整参数。关系排序法具有分辨率高、评价因素权重区别明显的特点，因此用其计算权重比较合适。客观赋权法使用反熵权法，其能克服极端条件下指标权重趋于零的问题，同时能很好地体现指标之间的差异。记评价因素j判断直流电缆属于第i种老化状态的概率为cij∈[0,1]，且满足得到的模糊一致矩阵为c＝(cij)m×n。模糊一致矩阵建立方法如下：对于评价因素指标sj,j＝1,…,8此类具有多个特征量的评价因素，使用一定量的训练样本对rbf神经网络进行训练，样本共分为4种老化状态：良好、一般、注意、严重。使用训练好的rbf神经网络对某一待测数据集进行测试，假设评价指标sj判断该数据属于第i种老化状态的概率为pj(i)，使用下式计算cij：基于评价指标矩阵计算反熵：并基于反熵确定各指标权重：最后根据乘法集成法将两种权重进行融合得到组合赋权的权重4)建立综合评判模型评判集，采用相应方法确定评判因素的隶属函数。5)生成模糊综合评价结果向量矩阵，基于最大隶属度原则，确定电缆绝缘状态。利用基于组合赋权法得到的权重w＝[w1,w2,w3,w4]和评价指标矩阵c＝(cij)m×n，计算状态矩阵b＝w·c＝{b1,b2,b3,b4}。其中b1,b2,b3,b4分别代表电缆绝缘状态状态隶属于良好、一般、注意、严重的隶属度。其中，各状态定义如下表实施例二如图2所示本发明实施例提供的直流电缆状态评估模型，将实施例一种的步骤2)的泄漏电流和局部放电信号特征参数提取分为目标层、指标层和子指标层，并构成评价因素集；取不同状态模式下电缆样本数据各20组(每次测试5个电压等级，即k＝5)，对于建立的3个指标下的8个子指标；在步骤3中，利用模糊层次分析法、反熵权法分别计算其权重，再通过组合赋权得到最终权重。模糊层次分析法建立的层次优先关系矩阵分为目标层-指标层和指标层-子指标层两组矩阵，目标层-指标层的优先关系矩阵为fs，指标层-子指标层的优先关系矩阵为st,1、st,2、st,3表示三个指标层参数所对应的子指标层的模糊互补矩阵为：通过建立模糊一致性矩阵，采用关系排序法计算得到各子指标的权重如下表所示。表8-2模糊层次分析法指标权重以某电缆试验数据为例，各评价指标对电缆状况作出的判断如表8-3所示：表8-3某次试验评价指标结果基于反熵权法利用已有数据挖掘不同指标的信息熵，归一化后得到各子指标权重如表8-4所示。组合赋权得到的权重如表8-5所示。表8-4反熵权法指标权重表8-5各指标组合权重步骤4中，采用上述方法进行综合评价得到基于组合赋权评价的各状态隶属度如表8-6所示。表8-6组合赋权评价结果状态良好一般注意严重隶属度0.08900.18180.40020.3260步骤5可通过生成模糊综合评价结果向量矩阵，基于最大隶属度原则，确定电缆绝缘状态。具体方法为：结合表8-3和表8-6，8个子评价指标中，只有s1、s2和s4对电缆的老化状态评价为“注意”，而s5评价为“一般”，s3、s6、s7和s8评价为“严重”。但经过组合赋权评价方法对各评价指标进行综合评判后，认为属于“注意”状态的隶属度为0.4002，大于其他状态的隶属度，故模型的最终评价为“注意”，符合电缆实际的状态。由此可见，经组合赋权法处理的绝缘老化状态评价模型，在多数评价子指标未能做出正确判断的情况下，最终仍能作出正确的评价，组合赋权法能明显提高老化状态评价系统的鲁棒性，对绝缘状态能做出更准确的评价。实施例三如图3所示的本发明实施例提供的一种直流电缆绝缘状态判断系统的结构示意图，该系统包括信号检测单元，用于获取电缆的电信号；特征参数提取单元，用于根据所述电信号获取特征参数；权数获取单元，用于获取特征参数权重；电缆绝缘状态判断单元，用于根据所述特征参数以及所述特征参数权重判断电缆绝缘状态。优选的，所述系统包括样本训练单元，所述电缆绝缘状态判断单元包括rbf神经网络单元，所述rbf神经网络单元用于通过样本训练单元训练识别电缆绝缘状态。该系统的具体工作过程可参照实施例一和二，在此不再赘述。本发明实施例提供的上述技术方案及附图，用于对本发明的进一步说明而非限制，另外应当说明的是，本领域普通技术人员应当知晓，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的范围。以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。当前第1页12