时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法及系统与流程

本发明涉及换流变阀侧套管绝缘状态分析，具体为时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法及系统。

背景技术：

1、换流变阀是电力系统中的关键设备，其侧套管的绝缘性能直接影响到整个电力系统的稳定和安全运行。传统的换流变阀侧套管绝缘性能分析方法主要基于时域或频域的单一信息进行，这种方法虽然简单，但可能会忽略掉一些重要的信息，导致分析结果的不准确。随着电力系统的复杂性和数据采集技术的发展，如何有效地利用多种信息进行换流变阀侧套管绝缘性能的分析和评估成为了一个亟待解决的问题。

2、另外，不同位置阀侧套管承受电压各不相同，且无外部参考信号绝缘状态评判无参考基准，故障预警难度大。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的换流变阀侧套管绝缘状态分析方法存在无参考基准无法对换流变阀侧套管绝缘状态进行分析的优化问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法，包括：

4、采集换流变阀侧套的时域信息和频域信息，将所述时域信息和频域信息进行分段；

5、将分段后的时域信息和频域信息进行特征融合，根据融合后特征对换流变阀侧套管绝缘状态进行分析；

6、在分析结束后，重新定义时频域特征融合的分段区间，并重新对换流变阀侧套管绝缘状态进行分析；

7、利用重新定义分段区间后的分析结果，对重新定义分段区间前的分析结果进行调整，根据分析结果对所述换流变阀侧套管绝缘状态进行评估。

8、作为本发明所述的时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法的一种优选方案，其中：所述时域信息包括，在时域上换流变阀侧套管的电流电压信号、振动信号、局部放电信号、温度信号；

9、所述频域信息包括，换流变阀侧套管的电流和电压信号的频域信息、局部放电频谱、振动频谱、阻抗谱、共振频率。

10、作为本发明所述的时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法的一种优选方案，其中：所述时域信息还包括，设置时域获取周期，从当前周期向前获取历史时域信息中非异常的部分，将历史记录中的所述非异常的部分时域信息作为新的异常判断依据；若向前获取的历史记录中的每种信号获取次数小于n次，则继续向前获取历史时域信息，直到所述时域信息中的每种信号获取次数达到n次为止；

11、其中，n表示预设的识别到有效信号的段落数，若识别到的段落中出现异常或中断，则取消本次获取；

12、所述段落的长度为每个所述时域获取周期的间隔长度；

13、所述异常判断依据包括，将获取的同类信号之间进行比较，向上取最大值作为上限，向下取最小值作为下限，将所述上限和所述下限作为评估时域信息异常的依据；

14、将所述时域信息进行所述分段包括，获取当前测量区间段的时域信息，并与所述上限和所述下限进行对比，记录达到上下限的时域信息作为异常；将每个异常及向前追溯到上一个异常发生位置的末端进行分段；

15、将所述频域信息进行所述分段包括，识别频域信息中异常的频率信号，将频率信号的异常部分截取，作为每段频域信息中的主要信息；根据频率信号异常部分的定位，同时向前获取固定长度的频率信号，作为每段频域信息中的辅助信息，将截取的所述主要信息和所述辅助信息合并作为所述频域信息的分段区间。

16、作为本发明所述的时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法的一种优选方案，其中：所述特征融合包括，将所述时域信息和所述频域信息融合，将频率信号插入时间特征，形成具有时域特征和频域特征的时频域特征融合信息；

17、在所述时频域特征融合信息中，识别所述频域信息的分段区间，并将所述时频域特征融合信息按照时域信息的分段进行分段；

18、若分段后的时频域特征融合信息中存在所述频域信息的分段区间，则将此段时频域特征融合信息进行提取；若分段后的时频域特征融合信息中不存在所述频域信息的分段区间，则不进行提取；

19、对每段时频域特征融合信息进行特征分析，使用互信息来量化两种信息之间的依赖关系：

20、 ；

21、其中，表示时域异常的特征，表示频域异常的特征，v表示时频域特征融合信息的分段数量，和分别是两个特征的边缘概率；

22、若，则判定时频域特征融合信息的融合性差，不考虑此类信息；若，则判定时频域特征融合信息的融合性好，当所述融合性好的时频域特征融合信息在时间上是连续的，则判定为换流变阀侧套管绝缘性能可能发生故障；

23、其中，m表示预设的依赖关系阈值。

24、作为本发明所述的时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法的一种优选方案，其中：所述重新定义时频域特征融合的分段区间包括，对每段时频域特征融合信息获取2遍，将每个具有时间特征t和t-1的时频域特征融合信息分段区间连接，构成新的时频域特征融合信息分段区间；

25、其中，t表示时频域特征融合信息按照时间特征的区间。

26、作为本发明所述的时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法的一种优选方案，其中：对重新定义分段区间后的时频域融合特征的分析包括，对所述时域信息和频域信息归一化后，利用傅里叶变换将归一后的时域信息和频域信息分别进行整合；

27、对整合后的时域信息和频域信息进行主成分分析：

28、 ；

29、其中，表示时域信息；表示频域信息；表示时间因子，代表时间累计因素；表示时域的均值； 表示频域的均值；表示时域的标准差；表示频域的标准差；、和是权重参数，可以根据实际数据进行调整；表示衰减因子，其中是一个正数，代表时间的衰减率；

30、当的值超过预设的阈值时，判定换流变阀侧套管绝缘性能可能发生故障。

31、作为本发明所述的时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法的一种优选方案，其中：所述评估，获取两次的分析结果，若第一次分析结果为换流变阀侧套管绝缘性能可能发生故障但第二次分析结果没有判定换流变阀侧套管绝缘性能可能发生故障，则最终评估为换流变阀侧套管绝缘性处于中风险，发出预警信息；若第一次分析结果为换流变阀侧套管绝缘性能可能发生故障且第二次分析结果也判定换流变阀侧套管绝缘性能可能发生故障，则最终评估为换流变阀侧套管绝缘性处于高风险，发出报警信号并在完成当前操作任务后主动停机；若第一次分析结果没有判定换流变阀侧套管绝缘性能可能发生故障但第二次分析结果为换流变阀侧套管绝缘性能可能发生故障，则最终评估为换流变阀侧套管绝缘性处于低风险，申请工程部门检查。

32、一种采用如本发明所述方法的时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析系统，其特征在于：

33、数据采集模块，采集换流变阀侧套的时域信息和频域信息，将所述时域信息和频域信息进行分段；

34、分析模块，将分段后的时域信息和频域信息进行特征融合，根据融合后特征对换流变阀侧套管绝缘状态进行分析；在分析结束后，重新定义时频域特征融合的分段区间，并重新对换流变阀侧套管绝缘状态进行分析；利用重新定义分段区间后的分析结果，对重新定义分段区间前的分析结果进行调整，根据分析结果对所述换流变阀侧套管绝缘状态进行评估；

35、输出模块，根据评估结果输出报警信息、发出检查申请、主动执行停机。

36、一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。

37、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。

38、本发明的有益效果：本发明提供的时频域特征融合的换流变阀侧套管绝缘分析方法可以有效地整合时域和频域的信息，提高分析的准确性。考虑到历史信息对当前状态的影响，使得分析结果更加全面和准确。通过主成分分析，本发明可以有效地提取出最重要的特征，降低了计算的复杂性。基于两次分析结果的评估方法，可以更加准确地评估换流变阀侧套管的绝缘性能，提高了电力系统的稳定性和安全性。