本發(fā)明涉及輸電線路監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、輸電線路在電力系統(tǒng)中的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。然而，由于其長(zhǎng)距離和復(fù)雜環(huán)境等因素，可能會(huì)發(fā)生各種放電隱患，如絕緣子污穢缺陷放電、復(fù)合絕緣子裂化放電、樹(shù)障缺陷放電、金具缺陷放電、覆冰缺陷放電，放電缺陷一般會(huì)由量變產(chǎn)生質(zhì)變，如果不加干預(yù)會(huì)導(dǎo)致線路跳閘事件的發(fā)生。若能識(shí)別輸電線路存在的隱患并實(shí)時(shí)告警，將有助于及時(shí)排查異常放電隱患并進(jìn)行消除，進(jìn)而避免線路跳閘或者停運(yùn)，對(duì)于保障電網(wǎng)安全至關(guān)重要。

3、電能本質(zhì)上是以電磁波的形式傳播，將電壓加在傳輸導(dǎo)線上，帶點(diǎn)粒子定向移動(dòng)，在輸電線路上產(chǎn)生電流，進(jìn)而建立電場(chǎng)和磁場(chǎng)。當(dāng)線路發(fā)生異常時(shí)，波在不同的介質(zhì)分界面發(fā)生反射和折射，會(huì)產(chǎn)生工頻電流和行波(高頻)電流，可以通過(guò)這些波的相關(guān)信息識(shí)別隱患事件。相關(guān)技術(shù)中，存在利用行波隱患檢測(cè)法對(duì)輸電線路進(jìn)行隱患檢測(cè)的方法。

4、行波隱患檢測(cè)法為采集輸電線路的行波電流并通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊提取電流信息中特定頻段的電流信號(hào)，并通過(guò)閾值判斷是否發(fā)生隱患，但是由于隱患放電類型多樣，如樹(shù)障缺陷放電大部分行波主波存在明顯的放電脈沖簇，有的波形存在多個(gè)主波，放電比較密集，而金具缺陷放電波形多單尖脈沖波形，其頻率明顯高于其他類型放電，所以使用數(shù)據(jù)處理模塊提取電流信息中特定頻段的電流信號(hào)無(wú)法覆蓋多種類型的放電隱患，使用經(jīng)驗(yàn)閾值準(zhǔn)確性在不同電壓等級(jí)線路需要進(jìn)一步驗(yàn)證且較難校準(zhǔn)，且提取單一范圍頻段，誤報(bào)率高，較難準(zhǔn)確識(shí)別不同類型放電隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸電線路多種隱患的識(shí)別，并能夠準(zhǔn)確確定隱患位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路隱患檢測(cè)的全覆蓋。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，提出了一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法，包括：

4、獲取輸電線路不同位置的行波電流數(shù)據(jù)；

5、生成每個(gè)行波電流數(shù)據(jù)的時(shí)頻圖；

6、獲取每個(gè)時(shí)頻圖的灰度圖；

7、對(duì)每個(gè)灰度圖進(jìn)行識(shí)別，確定每個(gè)灰度圖對(duì)應(yīng)的時(shí)頻圖的隱患識(shí)別結(jié)果；

8、將隱患識(shí)別結(jié)果為隱患的時(shí)頻圖對(duì)應(yīng)的行波電流數(shù)據(jù)與同條線路上相同時(shí)刻的其余行波電流數(shù)據(jù)進(jìn)行差分，獲得差分后波形；根據(jù)差分后波形，確定隱患可能位置；

9、對(duì)隱患可能位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，選取數(shù)量最多的隱患可能位置為隱患發(fā)生位置。

10、進(jìn)一步的，對(duì)行波電流數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化；對(duì)歸一化后數(shù)據(jù)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，獲得時(shí)頻圖。

11、進(jìn)一步的，利用訓(xùn)練好的輸電線路隱患識(shí)別模型對(duì)灰度圖進(jìn)行識(shí)別，確定灰度圖對(duì)應(yīng)的時(shí)頻圖的隱患識(shí)別結(jié)果；

12、其中，輸電線路隱患識(shí)別模型對(duì)灰度圖進(jìn)行多尺度特征提取，并對(duì)提取的多尺度特征進(jìn)行全連接，獲得灰度圖特征；對(duì)灰度圖特征進(jìn)行識(shí)別，確定灰度圖對(duì)應(yīng)的時(shí)頻圖的隱患識(shí)別結(jié)果。

13、進(jìn)一步的，輸電線路隱患識(shí)別模型包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、特征金字塔網(wǎng)絡(luò)和路徑聚合網(wǎng)絡(luò)；卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)灰度圖進(jìn)行多層特征提取，并將提取的每層特征輸入特征金字塔網(wǎng)絡(luò)中；特征金字塔網(wǎng)絡(luò)通過(guò)自頂向下的路徑和橫向連接，將高層特征與底層特征進(jìn)行逐層融合，獲得多尺度特征圖；將多尺度特征圖輸入路徑聚合網(wǎng)絡(luò)中；路徑聚合網(wǎng)絡(luò)通過(guò)自下而上的路徑，將小尺度特征圖與大尺度特征圖進(jìn)行逐級(jí)融合，獲得多尺度融合特征；將多尺度融合特征進(jìn)行全連接，獲得灰度圖特征；對(duì)灰度圖特征進(jìn)行識(shí)別，確定灰度圖對(duì)應(yīng)的時(shí)頻圖的隱患識(shí)別結(jié)果。

14、進(jìn)一步的，確定根據(jù)差分后波形，確定波頭的起始點(diǎn)；

15、根據(jù)波頭的起始點(diǎn)，確定故障行波到達(dá)不同端的時(shí)間差；

16、根據(jù)故障行波到達(dá)不同端的時(shí)間差，利用雙端測(cè)距法確定隱患可能位置。

17、進(jìn)一步的，對(duì)隱患可能位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得隱患可能位置的正態(tài)分布；

18、選取正態(tài)分布峰值處的隱患可能位置，為隱患發(fā)生位置。

19、第二方面，提出了一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

20、分布式行波監(jiān)測(cè)裝置，用于獲取輸電線路不同位置的行波電流數(shù)據(jù)；

21、時(shí)頻圖生成模塊，用于生成每個(gè)行波電流數(shù)據(jù)的時(shí)頻圖；

22、灰度圖轉(zhuǎn)換模塊，用于獲取每個(gè)時(shí)頻圖的灰度圖；

23、隱患識(shí)別模塊，用于對(duì)每個(gè)灰度圖進(jìn)行識(shí)別，確定每個(gè)灰度圖對(duì)應(yīng)的時(shí)頻圖的隱患識(shí)別結(jié)果；

24、隱患可能位置確定模塊，用于將隱患識(shí)別結(jié)果為隱患的時(shí)頻圖對(duì)應(yīng)的行波電流數(shù)據(jù)與同條線路上相同時(shí)刻的其余行波電流數(shù)據(jù)進(jìn)行差分，獲得差分后波形；根據(jù)差分后波形，確定隱患可能位置；

25、隱患發(fā)生位置確定模塊，用于對(duì)隱患可能位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，選取數(shù)量最多的隱患可能位置為隱患發(fā)生位置。

26、第三方面，提出了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

27、處理器，適于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序；

28、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一方面提出的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法。

29、第四方面，提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序適于由處理器加載并執(zhí)行第一方面提出的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法。

30、第五方面，提出了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一方面提出的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

32、本發(fā)明提出的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法及系統(tǒng)，所述方法通過(guò)將獲取輸電線路的行波電流，并生成行波電流的視頻圖，進(jìn)而將時(shí)頻圖轉(zhuǎn)換為灰度圖，對(duì)灰度圖進(jìn)行識(shí)別，從而確定出任意類型的輸電線路隱患，之后對(duì)識(shí)別為隱患的行波電流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定隱患發(fā)生位置，故本實(shí)施例所述方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸電線路多種隱患的識(shí)別，并能夠準(zhǔn)確確定隱患位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路隱患檢測(cè)的全覆蓋。

33、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)行波電流數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化；對(duì)歸一化后數(shù)據(jù)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，獲得時(shí)頻圖。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法，其特征在于，利用訓(xùn)練好的輸電線路隱患識(shí)別模型對(duì)灰度圖進(jìn)行識(shí)別，確定灰度圖對(duì)應(yīng)的時(shí)頻圖的隱患識(shí)別結(jié)果；

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法，其特征在于，輸電線路隱患識(shí)別模型包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、特征金字塔網(wǎng)絡(luò)和路徑聚合網(wǎng)絡(luò)；卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)灰度圖進(jìn)行多層特征提取，并將提取的每層特征輸入特征金字塔網(wǎng)絡(luò)中；特征金字塔網(wǎng)絡(luò)通過(guò)自頂向下的路徑和橫向連接，將高層特征與底層特征進(jìn)行逐層融合，獲得多尺度特征圖；將多尺度特征圖輸入路徑聚合網(wǎng)絡(luò)中；路徑聚合網(wǎng)絡(luò)通過(guò)自下而上的路徑，將小尺度特征圖與大尺度特征圖進(jìn)行逐級(jí)融合，獲得多尺度融合特征；將多尺度融合特征進(jìn)行全連接，獲得灰度圖特征；對(duì)灰度圖特征進(jìn)行識(shí)別，確定灰度圖對(duì)應(yīng)的時(shí)頻圖的隱患識(shí)別結(jié)果。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法，其特征在于，確定根據(jù)差分后波形，確定波頭的起始點(diǎn)；

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)隱患可能位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得隱患可能位置的正態(tài)分布；

7.一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序適于由處理器加載并執(zhí)行權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)的一種基于行波時(shí)頻圖的輸電線路隱患檢測(cè)方法及系統(tǒng)，包括：獲取輸電線路不同位置的行波電流數(shù)據(jù)；生成每個(gè)行波電流數(shù)據(jù)的時(shí)頻圖；獲取每個(gè)時(shí)頻圖的灰度圖；對(duì)每個(gè)灰度圖進(jìn)行識(shí)別，確定每個(gè)灰度圖對(duì)應(yīng)的時(shí)頻圖的隱患識(shí)別結(jié)果；將隱患識(shí)別結(jié)果為隱患的時(shí)頻圖對(duì)應(yīng)的行波電流數(shù)據(jù)與同條線路上相同時(shí)刻的其余行波電流數(shù)據(jù)進(jìn)行差分，獲得差分后波形；根據(jù)差分后波形，確定隱患可能位置；對(duì)隱患可能位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，選取數(shù)量最多的隱患可能位置為隱患發(fā)生位置。實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路隱患的準(zhǔn)確識(shí)別和位置定位。

技術(shù)研發(fā)人員：孟令軍,吳麒麟,任柳燕,王漢之,宋春梁,張思超,段德超,孫景泉,吳常樂(lè)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東山大電力技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2