异常磁场传感单元的在线识别方法、装置、设备及介质

本技术涉及传感器测量性能评估，特别涉及一种异常磁场传感单元的在线识别方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、阵列式传感器是一种由多个传感单元在三维空间分布式组成的传感器，也称分布式传感器，采用布置在被测参量(电流、电压等)周围的多个传感单元，去测量被测参量邻近空间中多个不同具体位置的场量(磁场、电场等)，再利用测得的场量数据逆向计算出被测的参量，具有非接触、绝缘要求低、小巧轻便、便于安装等优势，已较广泛地应用于电力系统对电流、电压等电参量的测量中。分布式传感器的测量准确度取决于其中各个传感单元测得场量数据的准确性。然而，由于场量传感单元的工作稳定性易受环境因素(如温度、湿度等)的影响，进而导致分布式传感器的测量准确度降低，因此，需要对测量误差出现异常的传感单元进行快速、可靠的检测并将其加以剔除，以保证分布式传感器的长期稳定、准确、可靠运行。

2、相关技术中，为了检测各个传感单元的误差状态，可采用离线或在线两种校准方式实现，其中，对于离线方式，需停电、拆卸分布式传感器，并采用参考场量和具有更高准确度的传感器逐一校准各个传感单元，对于在线方式，可以借助一个绝缘的高准确度传感单元，将其放置在十分靠近被校准传感单元的位置，并同步获取其与被校准传感单元测得的场量数据，从而实现对被校准传感单元误差状态的检测。

3、然而，相关技术中，对于离线方式，需要停电、拆卸，对海量布置的分布式传感器的校准而言，不切实际，且可能会干扰电力系统的持续、安全、稳定运行，对于在线方式，由于难以保证高准确度标准磁场传感单元与被校准磁场传感单元所测磁场的一致性，可能会影响各传感单元测量误差校准结果的准确性和可靠性，同时，两种校准方式均会耗费大量的时间、物力和财力，亟待改进。

技术实现思路

1、本技术提供一种异常磁场传感单元的在线识别方法、装置、设备及介质，以解决相关技术中，离线方式较难实现对海量分布式传感器的校准，存在干扰电力系统安全、稳定运行的潜在风险；而在线方式难以保证高准确度标准磁场传感单元与被校准磁场传感单元所测磁场的一致性，继而降低校准的准确性、可靠性，耗费大量成本等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种异常磁场传感单元的在线识别方法，包括以下步骤：将磁阵列式电流传感器中所有磁场传感单元采集的磁场结果作为测试数据，结合残差子空间，构建所述磁阵列式电流传感器的测量误差的误差统计量；计算所述误差统计量的控制阈值，并根据所述控制阈值判断所述磁阵列式电流传感器是否存在异常磁场传感单元；以及如果所述磁阵列式电流传感器存在所述异常磁场传感单元，则计算每个磁场传感单元对所述磁阵列式电流传感器的误差统计量的贡献度，并根据所述每个磁场传感单元的贡献度识别所述异常磁场传感单元。

3、可选地，在本技术的一个实施例中，在构建所述磁阵列式电流传感器的测量误差的误差统计量之前，还包括：求解磁场逆问题，得到求解结果；根据所述求解结果校准所述磁阵列式电流传感器。

4、可选地，在本技术的一个实施例中，在校准所述磁阵列式电流传感器之后，还包括：在所述磁阵列式电流传感器处于正常运行状态的情况下，将所述所有磁场传感单元采集的磁场结果作为训练数据，分离主元子空间与残差子空间。

5、可选地，在本技术的一个实施例中，所述控制阈值的计算公式为：

6、

7、其中，qα为误差统计量的控制阈值；m为主元个数；i取1，2，3；n为磁场传感单元的个数；j为磁场传感单元的索引，取1，…，n；δj为协方差矩阵z的第j个特征值；cα为正态分布在检验水平α下的临界值。

8、可选地，在本技术的一个实施例中，所述贡献度的计算公式为：

9、

10、其中，运算符号为两个矩阵的哈达玛积，也就是对应元素相乘；为残差矩阵；矩阵ci×n为贡献度矩阵；i为测试数据的长度；n为磁场传感单元的个数。

11、本技术第二方面实施例提供一种异常磁场传感单元的在线识别装置，包括：构建模块，用于将磁阵列式电流传感器中所有磁场传感单元采集的磁场结果作为测试数据，结合残差子空间，构建所述磁阵列式电流传感器的测量误差的误差统计量；判断模块，用于计算所述误差统计量的控制阈值，并根据所述控制阈值判断所述磁阵列式电流传感器是否存在异常磁场传感单元；识别模块，用于如果所述磁阵列式电流传感器存在所述异常磁场传感单元，则计算每个磁场传感单元对所述磁阵列式电流传感器的误差统计量的贡献度，并根据所述每个磁场传感单元的贡献度识别所述异常磁场传感单元。

12、可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：求解模块，用于在构建所述磁阵列式电流传感器的测量误差的误差统计量之前，求解磁场逆问题，得到求解结果；校准模块，用于根据所述求解结果校准所述磁阵列式电流传感器。

13、可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：分离模块，用于在校准所述磁阵列式电流传感器之后，在所述磁阵列式电流传感器处于正常运行状态的情况下，将所述所有磁场传感单元采集的磁场结果作为训练数据，分离主元子空间与残差子空间。

14、可选地，在本技术的一个实施例中，所述控制阈值的计算公式为：

15、

16、其中，qα为误差统计量的控制阈值；m为主元个数；i取1，2，3；n为磁场传感单元的个数；j为磁场传感单元的索引，取1，…，n；δj为协方差矩阵z的第j个特征值；cα为正态分布在检验水平α下的临界值。

17、可选地，在本技术的一个实施例中，所述贡献度的计算公式为：

18、

19、其中，运算符号为两个矩阵的哈达玛积，也就是对应元素相乘；为残差矩阵；矩阵ci×n为贡献度矩阵；i为测试数据的长度；n为磁场传感单元的个数。

20、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的异常磁场传感单元的在线识别方法。

21、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的异常磁场传感单元的在线识别方法。

22、本技术第五方面实施例提供一种计算机程序，所述计算机程序被执行时，以用于实现如上的异常磁场传感单元的在线识别方法。

23、本技术实施例可以将磁阵列式电流传感器中所有磁场传感单元采集的磁场结果作为测试数据，结合残差子空间，构建测量误差的误差统计量，计算误差统计量的控制阈值，并判断磁阵列式电流传感器是否存在异常磁场传感单元，如果存在异常磁场传感单元，则计算每个磁场传感单元对磁阵列式电流传感器的误差统计量的贡献度，并根据每个磁场传感单元的贡献度识别异常磁场传感单元，从而充分利用了磁阵列式电流传感器中各磁场传感单元测得结果之间的相关性以及磁场传感单元数量的冗余性，在相当程度上可以保障磁阵列式电流传感器长期保持有较高的测量稳定性和测量准确性，极大削减工作量并降低成本。由此，解决了相关技术中，离线方式较难实现对海量分布式传感器的校准，存在干扰电力系统安全、稳定运行的潜在风险；而在线方式难以保证高准确度标准磁场传感单元与被校准磁场传感单元所测磁场的一致性，继而降低校准的准确性、可靠性，耗费大量成本等问题。

24、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。