本发明涉及一种信号定位方法及系统，尤其涉及一种局部放电信号的定位方法及系统。
背景技术：
1、随着电力传输需求日渐提高，gis作为其中一种电力传输的重要设备，得到了日渐广泛的应用。
2、另一方面，由于gis设备具有全封闭的结构，当其出现故障问题时，影响区域极大，维修成本较高，后果极为严重。
3、局部放电是gis设备产生绝缘缺陷的重要识别标志和表现形式。因此，通过构建即时的在线检测系统，提前监测gis局部放电信号，能够预先或及时地发现gis绝缘缺陷，确保相关设备更加安全地持续稳定运行。
4、但是，现有的gis设备局部放电信号的检测和定位仍然具有不耐电磁干扰、准确性低的缺点。
5、鉴于此，期望获得一种gis设备局部放电信号的定位方法及系统，可以提高对局部放电信号定位的准确性。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于提供一种gis设备局部放电信号的定位方法，其通过光学传感器并结合随机森林算法能够实现gis局放信号的准确定位。该方法既能够减少现场电磁干扰的影响，又能够提高gis信号具体定位的准确率，从而确保gis设备更加安全持续稳定运行。
2、根据上述发明目的，本发明提出了一种gis设备局部放电信号的定位方法，其包括步骤：
3、搭建与实际gis设备相匹配的gis仿真模型，基于gis仿真模型设置若干个模拟局部放电源，所述实际gis设备上设有若干个光学传感器，所述gis仿真模型上对应于各光学传感器的位置设有探测点；
4、基于各探测点接收的各模拟局部放电源的辐照度，构建光学仿真原始指纹库，所述光学仿真原始指纹库内包括若干条光学指纹样本，每一条光学指纹样本均含有该模拟局部放电源的位置坐标信息以及与该位置坐标对应的各探测点接收的辐照度向量；
5、对光学仿真原始指纹库中的光学指纹样本进行扩容；
6、基于扩容后的光学指纹样本，采用随机森林算法对各光学传感器接收的实测辐照度向量进行定位，获得局部放电源的实际位置坐标。
7、进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位方法中，搭建与实际gis设备相匹配的gis仿真模型具体包括：采用tracepro搭建与实际gis设备相匹配的gis仿真模型。
8、进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位方法中，对光学仿真原始指纹库中的样本进行扩容具体包括：采用克里金插值法光学仿真原始指纹库中的样本进行扩容。
9、更进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位方法中，采用克里金插值法光学仿真原始指纹库中的样本进行扩容具体包括：
10、沿着gis仿真模型的高度方向，在原来相邻两个样本点之间进行一次纵向插值，以使得纵向样本点密度增加一倍；
11、在与gis仿真模型底面平行的每一个截面上，沿着截面的径向方向在原来相邻两个样本点之间进行一次插值，以使得截面样本点密度增加一倍。
12、进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位方法中，基于扩容后的光学指纹样本，采用随机森林算法对各光学传感器接收的实测辐照度向量进行定位，获得局部放电源的实际位置坐标具体包括步骤：
13、采用无权重抽样对扩容后的光学指纹样本进行多次有放回抽样，以将扩容后的光学指纹样本分成若干个训练子集；
14、将各所述训练子集作为对应的决策树的根节点，并从各决策树的根结点上随机选取空间距离最近的最优特征，以生成与各训练子集对应的决策树；
15、将光学传感器实际检测到的辐照度向量放入每一个决策树中进行回归输出，以得到每一个决策树输出的定位位置坐标；
16、将所有决策树输出的定位位置坐标进行算术平均运算，得到最终的定位位置坐标。
17、进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位方法中，在采用随机森林算法对各光学传感器接收的实测辐照度向量进行定位之前，先对各光学传感器接收的实测辐照度向量进行归一化处理。
18、本发明的另一目的在于提供一种gis设备局部放电信号的定位系统，其通过光学传感器并结合随机森林算法能够实现gis局放信号的准确定位。该系统既能够减少现场电磁干扰的影响，又能够提高gis信号具体定位的准确率，从而确保gis设备更加安全持续稳定运行。
19、根据上述发明目的，本发明提出了一种gis设备局部放电信号的定位系统，其包括：
20、仿真模型构建模块，其搭建与实际gis设备相匹配的gis仿真模型，所述实际gis设备上设有若干个光学传感器；所述仿真模型构建模块基于gis仿真模型设置若干个模拟局部放电源，所述gis仿真模型上对应于各光学传感器的位置设有探测点；
21、光学指纹库构建模块，其基于各探测点接收的各模拟局部放电源的辐照度，构建光学仿真原始指纹库，所述光学仿真原始指纹库内包括若干条光学指纹样本，每一条光学指纹样本均含有该模拟局部放电源的位置坐标信息以及与该位置坐标对应的各探测点接收的辐照度向量；
22、扩容模块，其对光学仿真原始指纹库中的光学指纹样本进行扩容；
23、定位模块，其基于扩容后的光学指纹样本，采用随机森林算法对各光学传感器接收的实测辐照度向量进行定位，获得局部放电源的实际位置坐标。
24、进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位系统中，所述仿真模型构建模块采用tracepro搭建与实际gis设备相匹配的gis仿真模型。
25、进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位系统中，所述扩容模块采用克里金插值法光学仿真原始指纹库中的样本进行扩容。
26、进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位系统中，所述扩容模块采用克里金插值法光学仿真原始指纹库中的样本进行扩容具体包括：
27、沿着gis仿真模型的高度方向，在原来相邻两个样本点之间进行一次纵向插值，以使得纵向样本点密度增加一倍；
28、在与gis仿真模型底面平行的每一个截面上，沿着截面的径向方向在原来相邻两个样本点之间进行一次插值，以使得截面样本点密度增加一倍。
29、进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位系统中，所述定位模块基于扩容后的光学指纹样本，采用随机森林算法对各光学传感器接收的实测辐照度向量进行定位，获得局部放电源的实际位置坐标具体包括步骤：
30、采用无权重抽样对扩容后的光学指纹样本进行多次有放回抽样，以将扩容后的光学指纹样本分成若干个训练子集；
31、将各所述训练子集作为对应的决策树的根节点，并从各决策树的根结点上随机选取空间距离最近的最优特征，以生成与各训练子集对应的决策树；
32、将光学传感器实际检测到的辐照度向量放入每一个决策树中进行回归输出，以得到每一个决策树输出的定位位置坐标；
33、将所有决策树输出的定位位置坐标进行算术平均运算，得到最终的定位位置坐标。
34、进一步地，在本发明所述的gis设备局部放电信号的定位系统中，所述定位模块在采用随机森林算法对各光学传感器接收的实测辐照度向量进行定位之前，先对各光学传感器接收的实测辐照度向量进行归一化处理。
35、本发明所述的gis设备局部放电信号定位方法通过光学传感器并结合随机森林算法能够实现gis局放信号的准确定位。该系统既能够减少现场电磁干扰的影响，又能够提高gis信号具体定位的准确率，从而确保gis设备更加安全持续稳定运行。
36、本发明所述的gis设备局部放电信号定位系统同样具有上述有益效果。