一种继电保护装置录波修复方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及电力系统保护自动化，特别涉及一种继电保护装置录波修复方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、录波是电力自动化行业部分继电保护装置在运行过程中不可或缺的一部分，在变电站运行或是实验室加量测试的过程中，继电保护装置会采集所有实时的电气量数据并拟合成一段波形图即录波。由于以上数据的变化可以帮助研究人员分析现场数据，判断现场问题，预测继电保护装置的动作或是故障，因此在保障整个电力系统顺利稳定的方面，继电保护装置的录波功能发挥着极其重要的作用。

2、然而在工程现场或是在研究人员的实验过程中，难免会出现因误操作或是短时间停电等原因导致继电保护装置断电重启的现象，通常情况下由于中断部分的缺失，操作人员只能获得继电保护装置断电前后的两段录波，造成实验期间对整体波形认识完整性的缺失，从而影响对继电保护装置性能的判断；而当今行业领域内没有厂家在自己的继电保护装置中实现录波修复的功能，因此本发明有着较大的实用价值与实现必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种继电保护装置录波修复方法、装置及存储介质，能够在短时间内继电保护装置断电的情况下，将断电时期丢失的波形通过图像的预测与修复形成一段完整的波形图，为实验人员对波形进行完整性的研究提供了便利。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供一种继电保护装置录波修复方法，所述方法包括：

4、获取符合待修复录波在其中断时间前后的两段波形图；

5、在留出中断时间的情况下将两所述波形图按照时间顺序完成拼接，并使用快速步进算法对中断时间内丢失的波形进行预测修复，获得初步波形图；

6、对所述初步波形图进行去过预测处理，获得最终修复好的预测波形图；

7、将所述预测波形图进行离散化后以文件的形式存储至所述继电保护装置中。

8、结合第一方面，优选地，所述获取符合待修复录波在其中断时间前后的两段波形图的步骤包括：

9、从所述继电保护装置存储的文件中，获取所述待修复录波在指定时间内符合需求的两段录波文件；

10、将两所述录波文件的离散数据分别进行可视化处理，获得相应的两段波形图。

11、结合第一方面，优选地，所述使用快速步进算法对中断时间内丢失的波形进行预测修复的步骤包括：

12、根据两段录波中断时间的间隔确定待修复区域内的初始边界；

13、按照中断时间前后两时间端点向中间时间点逐层缩小的方式更新待修复区域内的边界范围；

14、先完成初始边界上各待修复点的像素值预测，后按边界范围由大到小的顺序逐层修复各边界上所缺失的像素点，直至所述中断时间段内所有的像素点都完成填充。

15、结合第一方面，优选地，修复边界上所缺失的像素点的步骤包括：

16、利用公式(1)分别计算边界上各待修复点的梯度值：

17、

18、式中：v(x,y+1)、v(x,y-1)、v(x-1,y)、v(x+1,y)分别表示与待修复点的坐标(x，y)相邻的上、下、左、右四个方向的坐标点下的像素值；

19、按照梯度值由小到大的顺序逐个预测所述边界上各待修复点的像素值。

20、结合第一方面，优选地，预测待修复点的像素值的步骤包括：

21、以待修复点为中心选取5*5范围内的25个点作为待修复点的邻域；

22、在所述邻域内标记8个不同方向的点作为样本点；

23、通过计算所述样本点的梯度值与梯度方向来确定待修复点的参考点；

24、计算邻域内的每个参考点与待修复点的距离、方向并生成权值函数：

25、

26、

27、w(a,bi)＝dst(a,bi)lev(a,bi)             (2)

28、式中，dst(a,bi)和lev(a,bi)分别表示待修复点a与参考点bi两点间的距离和方向；d和t分别为距离常量和时间常量；r(a)-r(bi)分别为待修复点a和参考点bi的到达时间函数；w(a,bi)为参考点bi对待修复点a贡献度的权值函数；

29、结合所述权值函数，通过公式(3)预测待修复点的像素值：

30、

31、式中，v(a)为待修复点a的像素值；v(bi)为参考点bi的像素值；i＝1,2…j，j为待修复点a的邻域内参考点的个数，j的取值为4或6。

32、结合第一方面，优选地，对所述初步波形图进行去过预测处理的步骤包括：

33、将所述初步波形图中修复段的三通道彩色波形图转化成单一通道的灰度图；

34、通过阈值分割算法将所述灰度图二值化，得到去噪后的二值图；

35、利用均值滤波器对所述二值图的波形边缘进行弱化处理；

36、根据中断时间前后两段波形图的三通道的像素值，将弱化处理后的二值图进行染色，使三段波形图的颜色保持统一后进行拼接，获得最终修复好的预测波形图。

37、结合第一方面，优选地，所述利用均值滤波器对所述二值图的波形边缘进行弱化处理的计算公式为：

38、

39、式中，m表示以修复后的点(x，y)为中心3*3区域范围内有效像素点的总个数，m的取值为9；f(xk,yk)表示有效像素点(xk,yk)的像素值，k＝1,2…m；g(x，y)表示修复后点(x，y)在均值滤波器输出后所得点的像素值。

40、第二方面，本发明提供一种继电保护装置录波修复装置，所述装置包括：

41、获取模块，用于获取符合待修复录波在其中断时间前后的两段波形图；

42、初步预测模块，用于在留出中断时间的情况下将两所述波形图按照时间顺序完成拼接，并使用快速步进算法对中断时间内丢失的波形进行预测修复，获得初步波形图；

43、去过预测模块，用于对所述初步波形图进行去过预测处理，获得最终修复好的预测波形图；

44、存储模块，用于将所述预测波形图进行离散化后以文件的形式存储至所述继电保护装置中。

45、第三方面，本发明提供一种继电保护装置录波修复装置，包括处理器及存储介质；

46、所述存储介质用于存储指令；

47、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第一方面任一项所述的继电保护装置录波修复方法的步骤。

48、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面任一项所述的继电保护装置录波修复方法的步骤。

49、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

50、本发明考虑到了继电保护装置因各种原因在短时间断电会丢失录波的情况，通过采用改进后的快速步进算法，结合中断时间前后装置内存放的录波文件对断电期间缺少的部分数据进行预测，之后通过合并处理三段录波得到一个完成的录波文件；该算法具有存占用率低、耗时少等优点，可以在较短的时间内得到较为准确的预测结果，整体方法简单可靠，便于实现；本发明将中断的录波通过预测加以整合，能够给实验人员的波形研究提供了更具细节性的参考，以便于更加精准地判断故障发生的时间点和原因，在对波形进行完整分析方面有着良好的运用参考价值以及应用前景。