基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统的制作方法

本发明涉及数据处理，具体涉及基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统。

背景技术：

1、现代社会对电力的需求日益增长，而输电线路所处环境复杂，在电力传输经常会因为一些环境性因素（绝缘子污秽、金具浮放电等）的以及自然因素（风雪天气、雷击天气）的影响从而导致输电线路存在一些安全隐患（例如局部放电），这些安全隐患在不能及时的处理时往往后导致更大损失，所以需要对输电线路进行监测来减少安全隐患的产生。现有技术中对于线路的隐患故障的排查往往对瞬发性故障进行排查，但是对于渐发型的故障，因为其具有较长时间的故障周期，所以进行排查时往往较为困难，而利用瞬发性故障排查方法例如行波监测进行排查往往起不到较好的效果。因此本发明提出来一种基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，通过对输电线路的电流信号进行采集，而后对采集到的电流信号进行分解，通过对其中的成分进行定义，利用其中正常的成分来进行故障的排查。

技术实现思路

1、本发明提供基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，以解决渐发型的故障具有较长时间的故障周期，所以进行排查时往往较为困难的问题，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明一个实施例提供了基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，该系统包括以下模块：

3、数据采集模块，获取历史电流数据和实时电流数据；

4、电流数据分解模块，对获取到的历史电流数据进行分解获取imf分量；

5、强有效成分可能性获取模块，获取imf分量每个采样点的电流信号值，根据imf分量每个周期内采样点与相邻采样点的电流信号值获取每个imf分量中每个周期的强有效成分可能性；

6、分量识别模块，根据每个imf分量每个周期内电流信号值的波动程度以及不同电流信号值分布特征获取每个imf分量每个周期的无效成分可能性；根据每个imf分量中每个周期强有效成分可能性和无效成分可能性对每个周期的每个imf分量进行识别获得强有效成分的imf分量和无效成分的imf分量；

7、在线监测模块，根据每个周期内强有效成分的imf分量以及无效成分的imf分量获取无效成分和强有效成分的贡献率占比；根据获取的贡献率占比判断历史电流数据中的故障电流数据和无故障电流数据，根据实时电流数据、历史电流数据中的故障电流数据和无故障电流数据对输电线路完成了在线故障监测。

8、优选的，所述对获取到的历史电流数据进行分解获取imf分量的方法为：

9、根据历史电流数据周期的数量使用经验模态分解获取若干imf分量，每个imf分量中的每个采样点对应一个电流信号值。

10、优选的，所述根据imf分量每个周期内采样点与相邻采样点的电流信号值获取每个imf分量中每个周期的强有效成分可能性的方法为：

11、；

12、；

13、式中，表示第i个imf分量的第n个周期的第m个采样点的电流信号值，表示第i个imf分量的第n个周期的第m-1个采样点的电流信号值，表示第i个imf分量的第n个周期的第m+1个采样点的电流信号值，表示第i个imf分量的第n个周期的第m个采样点的局部变化率，表示第i个imf分量的第n个周期内的采样点的数量，表示以自然常数为底的指数函数，表示第i个imf分量的第n个周期的强有效成分可能性。

14、优选的，所述根据每个imf分量每个周期内电流信号值的波动程度以及不同电流信号值分布特征获取每个imf分量每个周期的无效成分可能性的方法为：

15、对于每个imf分量的每个周期，获取每个采样点的电流信号值，获取每个电流信号值在周期内的出现次数，所述出现次数与周期内所有采样点的数量的比值作为电流信号值的出现概率，计算每个周期内所有采样点的电流信号值的方差作为电流信号值的波动程度，根据每个imf分量内每个周期的电流信号值的波动程度和每个电流信号值的出现概率获取每个imf分量每个周期的无效成分可能性。

16、优选的，所述根据每个imf分量内每个周期的电流信号值的波动程度和每个电流信号值的出现概率获取每个imf分量每个周期的无效成分可能性的方法为：

17、；

18、式中，表示第i个imf分量的第n个周期的第m个采样点的电流信号值，表示第i个imf分量的第n个周期内所有采样点的电流信号值的均值，表示第i个imf分量的第n个周期内的采样点的数量，表示第i个imf分量的第n个周期的第m个采样点的电流信号值出现的概率，表示的是电流信号值的波动程度，表示线性归一化函数，表示第i个imf分量的第n个周期的无效成分可能性。

19、优选的，所述根据每个周期内强有效成分的imf分量以及无效成分的imf分量获取无效成分和强有效成分的贡献率占比的方法为：

20、根据每个周期内为强有效成分的imf分量和为无效成分的imf分量的数量获取强有效成分对应的imf分量的电流信号贡献率以及无效成分对应的imf分量的电流信号贡献率，将强有效成分和无效成分的imf分量对应的电流信号率累加记为第一特征，将周期内每个imf分量的电流信号贡献率的累加得到第二特征，令第一特征和第二特征的比值作为无效成分和强有效成分的贡献率占比。

21、本发明的有益效果是：本发明通过对输电线路的电流信号进行emd分解，通过识别特征明显的正常成分，而后利用正常成分对输电线路的电流进行分析来进行输电线路的渐发型故障的识别，该方法整体因为是通过特征明显的正常成分的识别，所以整体的计算过程简单，识别效果准确。

技术特征：

1.基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，其特征在于，该系统包括以下模块：

2.根据权利要求1所述的基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，其特征在于，所述对获取到的历史电流数据进行分解获取imf分量的方法为：

3.根据权利要求1所述的基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，其特征在于，所述根据imf分量每个周期内采样点与相邻采样点的电流信号值获取每个imf分量中每个周期的强有效成分可能性的方法为：

4.根据权利要求1所述的基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，其特征在于，所述根据每个imf分量每个周期内电流信号值的波动程度以及不同电流信号值分布特征获取每个imf分量每个周期的无效成分可能性的方法为：

5.根据权利要求4所述的基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，其特征在于，所述根据每个imf分量内每个周期的电流信号值的波动程度和每个电流信号值的出现概率获取每个imf分量每个周期的无效成分可能性的方法为：

6.根据权利要求1所述的基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，其特征在于，所述根据每个周期内强有效成分的imf分量以及无效成分的imf分量获取无效成分和强有效成分的贡献率占比的方法为：

技术总结
本发明涉及数据处理技术领域，提出了基于数据分析的输电线路隐患在线监测系统，包括：获取历史电流数据和实时电流数据；对历史电流数据进行分解获取IMF分量；根据分量周期内采样点与相邻采样点的电流信号值获取分量中每个周期的强有效成分可能性；根据每个分量每个周期内电流信号值的波动程度电流信号值分布特征获取每个分量每个周期的无效成分可能性；根据强有效成分可能性和无效成分可能性对每个周期的每个分量进行识别；根据强有效成分和无效成分的分量获取无效成分和强有效成分的贡献率占比；并以此判断故障，结合实时电流数据完成在线故障监测。本发明通过特征明显的正常成分的识别，所以整体的计算过程简单，识别效果准确。

技术研发人员：陈泽,邓辰坤,杨海鹏
受保护的技术使用者：广州长川科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14