一种轻量化局部放电识别及算力优化方法与流程

本公开属于电力设备状态诊断领域，具体涉及一种轻量化局部放电识别及算力优化方法。

背景技术：

1、电气设备中的绝缘故障通常是由几种典型的绝缘缺陷导致的，包括气体及液体介质中的尖端放电、固体介质气隙中的气隙放电、固体介质与气体或液体介质界面的沿面放电以及零件松动时产生的悬浮放电和gis中的自由颗粒放电。不同的放电类型对应着设备中的不同位置和不同的故障危险程度，因而对于局部放电类型的识别具有重要意义。

2、当前，对于放电类型的识别，最常用的是使用机器学习或某些分类算法，在经过大量计算后给出分类结果。机器学习和运算的前提是将局部放电中采集的各类信号进行放电模式的构造并提取可用于数学计算的特征量值。目前主要应用于特征提取的局部放电模式包括时间分布模式(trpd，time resolved partial discharge)、相位分布模式(prpd，phase resolved partial discharge)、脉冲序列模式(prps，phase resolved pulsesequence)以及δu、δu/δφ和δt谱图。由于单一的脉冲波形在实际测量中很难准确获取，模式识别中最常用的是prpd的模式，在φ-q-n谱图中能够通过计算获取丰富的特征量；获取局部放电谱图后，对其进行特征量提取是进行模式识别的关键步骤。常见的提取方法是标准正态分布统计算子极性特征提取，包括偏斜度、陡峭度、不对称度和相关系数等；模式识别的最后步骤是通过分类器对计算的特征量进行分类并归类到不同的放电类型中，常用的分类器包括各种类型的神经网络以及传统的聚类算法和分类器。

3、然而目前所使用的时间分布模式、相位分布模式、脉冲序列模式以及δu、δu/δφ和δt谱图来进行局部放电的识别方法，均存在参数过多的问题，容易使得分类过程中产生过拟合现象，从而导致分类结果不理想。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种轻量化局部放电识别及算力优化方法，该方法通过局部放电精简特征的提取，可显著降低特征空间的维度，从而提高分类的效果。

2、为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

3、一种轻量化局部放电识别方法，包括如下步骤：

4、s100：采集局部放电信号，并获取相基图谱；

5、s200：基于相基图谱提取局部放电信号的相基特征；

6、s300：提取局部放电信号的时序特征；

7、s400：对所述局部放电信号的相基特征和时序特征进行精简，以获得局部放电信号的精简特征；

8、s500：基于精简特征集对局部放电信号的放电类型进行识别，其中，局部放电信号的放电类型包括尖端放电、沿面放电、气隙放电和悬浮放电。

9、优选的，步骤s200中，所述局部放电信号的相基特征包括：最大及平均放电幅值、相位中值、偏斜度、陡峭度、相位不对称度、放电不对称度、局部峰个数和互相关系数。

10、优选的，步骤s300中，所述局部放电信号的时序特征包括：平均放电频次、幅值分布区间、脉冲幅值方差、脉冲时延方差及时延weibull参数。

11、优选的，步骤s400中，采用最大方差分析和主成分分析法对所述局部放电信号的相基特征和时序特征进行精简。

12、优选的，步骤s500中，采用如下方式对局部放电信号的类型进行识别。

13、本公开还提供一种轻量化局部放电识别装置，包括：

14、采集模块，用于采集局部放电信号；

15、图谱生成模块，用于基于所采集的局部放电信号生成相基图谱；

16、第一提取模块，用于基于相基图谱提取局部放电信号的相基特征；

17、第二提取模块，用于提取局部放电信号的时序特征；

18、精简模块，用于对所述局部放电信号的相基特征和时序特征进行精简，以获得局部放电信号的精简特征；

19、识别模块，用于基于精简特征对局部放电信号的类型进行识别。

20、与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：本公开所述的局部放电状态精简特征集及其模式识别方法，可协同网关实现大量数据的边缘处理，从而能够在低功耗的物联网通讯模式下减少通信层的数据传输压力和中心应用层的数据计算和存储压力。

技术特征：

1.一种轻量化局部放电识别方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，优选的，步骤s200中，所述局部放电信号的相基特征包括：最大及平均放电幅值、相位中值、偏斜度、陡峭度、相位不对称度、放电不对称度、局部峰个数和互相关系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤s300中，所述局部放电信号的时序特征包括：平均放电频次、幅值分布区间、脉冲幅值方差、脉冲时延方差及时延weibull参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤s400中，采用最大方差分析和主成分分析法对所述局部放电信号的相基特征和时序特征进行精简。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤s500中，采用k邻近分类方法对局部放电信号的类型进行识别。

6.一种轻量化局部放电识别装置，包括：

技术总结
本公开揭示了一种轻量化局部放电识别及算力优化方法，包括如下步骤：S100：采集局部放电信号，并获取相基图谱；S200：基于相基图谱提取局部放电信号的相基特征；S300：提取局部放电信号的时序特征；S400：对所述局部放电信号的相基特征和时序特征进行精简，以获得局部放电信号的精简特征；S500：基于精简特征集对局部放电信号的放电类型进行识别，其中，局部放电信号的放电类型包括尖端放电、沿面放电、气隙放电和悬浮放电。

技术研发人员：张成,彭俊荟,刘志国,胡湘捷,蔡芮,任明,张洪源
受保护的技术使用者：通号（长沙）轨道交通控制技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13