组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法与系统与流程

本发明属于电器隔离开关状态感知，涉及一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法与系统。

背景技术：

1、气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear，gis)，具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、检修周期长等优点，加之在技术上的先进性和经济上的优越性，在各电压等级的变电站中已得到广泛应用。目前变电站广泛采用组合电器，针对组合电器近几年维修情况看，设备锈蚀情况越来越严重。铁锈沿法兰间缝隙逐步向气室侵蚀，锈蚀往往会加快连接处密封胶圈的老化，使得密封胶圈弹性降低，最终导致漏气。同时由于雨水等原因使接线盒进水，拒分拒合时有发生。隔离开关作为gis设备中重要的组成部分，其具有使用数量大、开合操作频繁的特点。在频繁的操作过程中，受环境的影响，隔离开关可能存在动静触头松动、传动机构卡涩、开合不到位等机械故障。组合电器隔离开关如不及时处理，随着机械故障的进一步扩大，会引发触头温度上升、出现悬浮放电等现象，进而导致组合电器隔离开关烧蚀，引发事故的发生。

2、因此，对组合电器隔离开关传动机构进行实时状态感知已势在必行，而实现状态感知的多传感器测量系统中，传感器的布置位置不当也会导致测试数据的缺失或者冗余，因而对传感器位置进行优化布置至关重要。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法与系统。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法，包括：

4、步骤1：计算组合电器隔离开关状态信号各传感器节点的信息熵，并根据传感器节点信息熵进行传感器节点的信任度评价；

5、步骤2：基于传感器节点的信任度计算有效独立分量的加权系数，进而得到加权有效独立分配矩阵；

6、步骤3：根据加权有效独立分配矩阵，通过逐步消减的方式搜索出最合适的状态信号测量点，形成多源传感器的最优布置策略。

7、优选地，所述传感器节点包括旋转式角位移传感器、振动传感器、声音传感器以及霍尔电流传感器节点。

8、优选地，步骤1中，各传感器节点的信息熵计算方式为：

9、1）假设组合电器隔离开关结构模态振型由m个自由度以及n阶模态组成，则第k个自由度的fisher信息矩阵为：

10、 (1)

11、其中表示中第k个自由度的振型，为1×n的矩阵；

12、表示第k个自由度的fisher信息矩阵，为n×n的矩阵；

13、2）根据第k个自由度的fisher信息矩阵与整体的fisher信息矩阵，得到与结构整体模态信息相关的第k个自由度新的fisher信息矩阵：

14、(2)

15、其中：为第k个自由度新的fisher信息矩阵；

16、“./”表示矩阵内对应位置元素进行除法运算；

17、3）假定第k个自由度的fisher信息矩阵，其中n表示模态阶数，先对矩阵内部元素进行绝对值处理：

18、 (3)

19、然后计算第j阶模态参数下各个数据所占比重：

20、(4)

21、接着计算第k个自由度的信息熵：

22、(5)

23、式中：为前n阶模态下的第k个自由度的信息熵，为1*n的矩阵；

24、；

25、4）对的矩阵元素进行求和到第k个自由度的信息熵：

26、(6)

27、对进行归一化处理，得到传感器节点第k个自由度的信息熵：

28、(7)。

29、优选地，步骤1中，根据传感器节点信息熵进行传感器节点的信任度评价的评价函数为：

30、(8)

31、其中，为第k个自由度的信任度；

32、为第k个自由度的信息熵。

33、优选地，步骤2中，有效独立分量的加权系数计算公式为：

34、(9)

35、其中，y为有效独立分量的加权系数矩阵；为信任度矩阵。

36、优选地，步骤2中，加权有效独立分配矩阵为：

37、 （10）

38、其中，为加权有效独立分配矩阵；

39、为振型矩阵；

40、y为有效独立分量的加权系数矩阵。

41、优选地，步骤3中，针对加权有效独立分配矩阵，通过逐步消减的方式搜索出最合适的测量点，形成多传感器最优布置策略具体为：

42、从加权有效独立分配矩阵中选出一个最小的对角线元素，取出该元素，即剔除该元素对应的传感器节点后重新计算加权有效独立分配矩阵，如此循环直到剩余传感器节点数量满足根据工程要求所预设的传感器节点数量，剩余传感器节点为多传感器最优布置位置。

43、一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置系统，包括：

44、信任度评价模块，用于计算组合电器隔离开关状态信号各传感器节点的信息熵，并根据传感器节点信息熵进行传感器节点的信任度评价；

45、加权计算模块，用于基于传感器节点的信任度计算有效独立分量的加权系数，进而得到加权有效独立分配矩阵；

46、测量点搜索模块，用于根据加权有效独立分配矩阵，通过逐步消减的方式搜索出最合适的状态信号测量点，形成多源传感器的最优布置策略。

47、一种终端，包括处理器及存储介质，所述存储介质用于存储指令；

48、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行所述方法的步骤。

49、计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。

50、本发明的有益效果在于，与现有技术相比：

51、本发明基于节点信息熵进行传感器信任度评价，通过引入信任度进行加权系数计算，以得到加权有效独立分配矩阵，进一步结合逐步消减的方法搜索出最合适的测量点，形成多源传感器的最优布置策略，可以很好的平均各阶振型的能量分布，包含较多的模态参数信息，有利于模态振型的识别。

技术特征：

1.一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法，其特征在于：

8.一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置系统，利用权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于：所述系统包括：

9.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于：

10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种组合电器隔离开关状态信号多源传感器布置方法与系统，属于电力设备状态监测技术领域，所述方法包括：计算组合电器隔离开关状态信号各传感器节点的信息熵，并进行传感器节点的信任度评价；基于传感器节点的信任度计算有效独立分量的加权系数，得到加权有效独立分配矩阵；根据加权有效独立分配矩阵，搜索出最合适的状态信号测量点，形成多源传感器的最优布置策略。本发明基于节点信息熵进行传感器信任度评价，通过引入信任度进行加权系数计算，以得到加权有效独立分配矩阵，进一步搜索出最合适的测量点，形成多源传感器的最优布置策略，可以很好的平均各阶振型的能量分布，包含较多的模态参数信息，有利于模态振型的识别。

技术研发人员：田鹏,朱建文,李国亮,林煜清,王坤,张建华,吕妍,胡凡,孙忠凯,候文,李岩林,蔺相斌,朱宜东
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司枣庄供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15