CN111521915B - 一种高压直流线路起晕场强判定方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压直流线路起晕场强判定方法及系统，所述方法包括：在预设周期内按预设频率采集线路周边多个预设位置的合成电场数据；对所述合成电场数据进行处理并剔除异常值，获得处理后合成电场数据；根据所述处理后合成电场数据，计算获得每个测量点的离子流电场数据；根据所述每个测量点的离子流电场数据计算每个测量点的离子流电场梯度；根据所述离子流电场梯度通过最大梯度倒推法，确定起晕场强；所述方法及系统通过最大梯度倒推法，解决离子流电场数据随导线表面场强的变化规律不是线性关系或很难转变为线性关系的难题，判定准确的起晕点并计算获得准确的起晕场强；所述方法及系统可远距离测量后判断起晕，可保证实施的安全性。

Description

一种高压直流线路起晕场强判定方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统领域，更具体地，涉及一种高压直流线路起晕场强判定方法及系统。
背景技术
电晕放电将产生可听噪声、无线电干扰和电晕损耗等，对环境和运行会造成一定的影响。电晕引起的这些问题是输电工程设计、建设和运行中必需考虑的重大技术问题。此外，随着经济的不断发展和民众环境意识的增强，其环境影响问题越来越受到人们的关注，受到环保的严格制约，成为决定输电线路结构，影响建设费用等的重要因素。因此，要加强特高压输电技术的研究，减小和避免电晕的发生以及电晕效应，必须分析导线的电晕特性及其带来的一系列问题。
目前，我国的特高压直流线路电磁环境预测还在延用当初4分裂小截面导线的起晕场强，直接应用于我国超/特高压多分裂、大截面导线设计时会有较大的误差。而起晕场强的准确性在高压直流输电线路电磁环境控制中具有重要作用。
发明内容
为了解决背景技术存在的目前对于超特高压多分裂大截面导线设计时，起晕场强的判定不准确会引起较大设计误差的问题，本发明提供了一种高压直流线路起晕场强判定方法及系统，所述方法及系统通过对合成电场测量数据获得每种电晕状态下的离子流电场数据，并通过最大梯度倒推法，判定准确的起晕点，并计算获得准确的起晕场强；所述一种高压直流线路起晕场强判定方法，包括：
在预设周期内按预设频率采集线路周边多个预设位置的合成电场数据；
对所述合成电场数据进行处理并剔除异常值，获得处理后的合成电场数据；
根据所述处理后的合成电场数据，计算获得每个测量点的离子流电场数据；
根据所述每个测量点的离子流电场数据计算每个测量点的离子流电场梯度；
根据所述离子流电场梯度通过最大梯度倒推法，确定起晕场强。
进一步的，通过电场传感器阵列测量所述多个预设位置的断面电场值，并将所述断面电场值转化为模拟电压信号；
将所述模拟电压信号进行模数转换，获得对应多个预设位置的合成电场数据。
进一步的，对所述的合成电场数据进行处理并剔除异常值，包括：
将所述的合成电场数据按照电压等级以及预设位置进行分组，并对分类后的每一组数据按照预设的百分位数规则进行计算，获得每一组数据对应的第一50％统计值；
根据预设规则获取各个位置的位置系数；
根据所述每一组数据对应的第一50％统计值除以该组数据对应的位置系数，获得每一组数据对应的处理后合成电场数据；
根据预设异常数据判别方法对所述多组处理后的合成电场数据进行判断，并剔除异常数据；
所述预设异常数据判别方法包括格拉布斯准则法、狄克逊准则法以及肖维勒准则法；
根据每个位置在零电压下测量的电场值将所述剔除异常数据的处理后的合成电场数据进行零点误差修正，获得最终修正后的处理后的合成电场数据。
进一步的，所述根据预设规则获取各个位置的位置系数，包括：
所述多个预设位置包括一个参考位置；计算在每个电压等级下其它多个预设位置对应的第一50％统计值与相同电压等级下参考位置对应的第一50％统计值的比值；
对同一位置下不同电压等级的比值按照预设的百分数位规则计算，获得对应每一个位置的第二50％统计值；
汇总多个采集周期的第二50％统计值，并按照采集位置进行分组，对每一个位置下不同采集周期的第二50％统计值按照预设的百分数位规则计算，获得该位置对应参考位置的位置系数。
进一步的，所述百分数位规则的计算方法为：
Figure BDA0002423098940000031
其中，P50为50％统计值，Lb为待求的百分位数，i为该组段的组距，f为该组段内的频数，N为总频数，Fb为小于Lb所在组段的累计频数。
进一步的，在剔除异常数据后，所述方法还包括：
设置异常次数阈值，当任一位置对应的处理后合成电场数据的异常次数在预设的时间段内达到异常次数阈值，则丢弃该测量位置所有的测量数据。
进一步的，根据所述处理后的合成电场数据，计算获得每个测量点的离子流电场数据，包括：
将所述处理后的合成电场数据中所有测量点在横坐标为表面场强、纵坐标为离子流电场数值的坐标系中与零点连线的斜率进行比较，取斜率最小值对应的测量点与零点的连线作为静电场拟合直线；
根据所述静电场拟合直线得到在每个电压等级下的静电场拟合值；
将所述处理后的合成电场数据中每个电压等级的数据减去对应的电压等级下的静电场拟合值，获得离子流电场数值。
进一步的，所述离子流电场梯度的计算公式为：
Figure BDA0002423098940000032
其中，Ti为第i个测量点的离子流电场梯度，Ni为第i个测量点的离子流电场的测量值，Ei为第i个测量点的导线表面场强。
进一步的，根据所述例子电场梯度通过最大梯度倒推法，确定起晕场强，包括：
确定最大离子流电场梯度对应的测量点，以该测量点向零点方向遍历测量点，当所述测量点的离子流电场梯度低于预设的阈值时，停止遍历；
在当前测量点出做切线，该切线与横轴的交点即为起晕场强。
所述一种高压直流线路起晕场强判定系统，其特征在于，所述系统包括：
数据采集单元，所述数据采集单元用于在预设周期内按预设频率采集线路周边多个预设位置的合成电场数据；
数据处理单元，所述数据处理单元用于对所述的合成电场数据进行处理并剔除异常值，获得处理后的合成电场数据；
离子流电场数据计算单元，所述离子流电场数据计算单元用于根据所述处理后合成电场数据，计算获得每个测量点的离子流电场数据；
离子流电场梯度计算单元，所述离子流电场梯度计算单元用于根据所述每个测量点的离子流电场数据计算每个测量点的离子流电场梯度；
起晕场强确定单元，所述起晕场强确定单元用于根据所述离子流电场梯度通过最大梯度倒推法，确定起晕场强。
进一步的，所述数据采集单元包括电场传感器阵列、数据预处理模块、光纤数据传送模块以及光纤数据收发模块；
所述电场传感器阵列根据预设设定的多个位置设置在电晕笼中；所述电场传感器阵列采集其各自位置的原始合成电场信号；
所述数据预处理模块设置在靠近电晕笼的位置，与所述电场传感器阵列相连；所述数据预处理模块用于将所述原始合成电场信号进行模数转换，获得合成电场数据；
所述光纤数据传送模块的一端与所述数据预处理模块相连，另一端与远离电晕笼位置的光纤数据收发模块相连；所述光纤数据传送模块用于将合成电场数据通过光纤线路传输到光纤数据收发模块；
所述光纤数据收发模块用于与所述数据处理单元相连，并将所述合成电场数据传输至所述数据处理单元。
进一步的，所述数据处理单元用于将所述的合成电场数据按照电压等级以及预设位置进行分组，并对分类后的每一组数据按照预设的百分位数规则进行计算，获得每一组数据对应的第一50％统计值；
所述数据处理单元用于根据预设规则获取各个位置的位置系数；
所述数据处理单元用于根据所述每一组数据对应的第一50％统计值除以该组数据对应的位置系数，获得每一组数据对应的处理后合成电场数据；
所述数据处理单元用于根据预设异常数据判别方法对所述多组处理后合成电场数据进行判断，并剔除异常数据；
所述预设异常数据判别方法包括格拉布斯准则法、狄克逊准则法以及肖维勒准则法；
所述数据处理单元用于根据每个位置在零电压下测量的电场值将所述剔除异常数据的处理后合成电场数据进行零点误差修正，获得最终的处理后合成电场数据。
进一步的，所述多个预设位置包括一个参考位置；所述数据处理单元用于计算在每个电压等级下其它多个预设位置对应的第一50％统计值与相同电压等级下参考位置对应的第一50％统计值的比值；
所述数据处理单元用于对同一位置下不同电压等级的比值按照预设的百分数位规则计算，获得对应每一个位置的第二50％统计值；
所述数据处理单元用于汇总多个采集周期的第二50％统计值，并按照采集位置进行分组，对每一个位置下不同采集周期的第二50％统计值按照预设的百分数位规则计算，获得该位置对应参考位置的位置系数。
进一步的，所述百分数位规则的计算方法为：
Figure BDA0002423098940000051
其中，P50为50％统计值，Lb为待求的百分位数，i为该组段的组距，f为该组段内的频数，N为总频数，Fb为小于Lb所在组段的累计频数。
进一步的，所述数据处理单元用于设置异常次数阈值，当任一位置对应的处理后合成电场数据的异常次数在预设的时间段内达到异常次数阈值，则丢弃该测量位置所有的测量数据。
进一步的，所述离子流电场数据计算单元用于将所述处理后的合成电场数据中所有测量点在横坐标为表面场强、纵坐标为离子流电场数值的坐标系中与零点连线的斜率进行比较，取斜率最小值对应的测量点与零点的连线作为静电场拟合直线；
所述离子流电场数据计算单元用于根据所述静电场拟合直线得到在每个电压等级下的静电场拟合值；
所述离子流电场数据计算单元用于将所述处理后的合成电场数据中每个电压等级的数据减去对应的电压等级下的静电场拟合值，获得离子流电场数值。
进一步的，所述离子流电场梯度计算单元计算所述离子流电场梯度的公式为：
Figure BDA0002423098940000061
其中，Ti为第i个测量点的离子流电场梯度，Ni为第i个测量点的离子流电场的测量值，Ei为第i个测量点的导线表面场强。
进一步的，所述起晕场强确定单元用于确定最大离子流电场梯度对应的测量点，以该测量点向零点方向遍历测量点，当所述测量点的离子流电场梯度低于预设的阈值时，停止遍历；
所述起晕场强确定单元用于在当前测量点出做切线，该切线与横轴的交点即为起晕场强。
本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种高压直流线路起晕场强判定方法及系统，所述方法及系统通过对合成电场测量数据获得每种电晕状态下的离子流电场数据，并通过最大梯度倒推法，解决离子流电场数据随导线表面场强的变化规律不是线性关系或很难转变为线性关系的难题，判定准确的起晕点并计算获得准确的起晕场强；所述方法及系统可远距离测量后判断起晕，可保证实施的安全性。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本发明具体实施方式的一种高压直流线路起晕场强判定方法的流程图；
图2为本发明具体实施方式的导线离子流电场与导线表面场强变化趋势图；
图3为本发明具体实施方式的导线离子流电场斜率变化趋势图；
图4为本发明具体实施方式的一种高压直流线路起晕场强判定系统的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为本发明具体实施方式的一种高压直流线路起晕场强判定方法的流程图；如图1所示，所示方法包括：
步骤110，在预设周期内按预设频率采集线路周边多个预设位置的合成电场数据；
在本实施例中，利用电晕笼这一试验平台，通过采集电晕笼内实际的地面合成电场测量数据，实现对导线起晕场强的判定；在所述电晕笼内，预先设置了多个位置的电场传感器用于采集合成电场；
通过电场传感器阵列测量所述多个预设位置的断面电场值，并将所述断面电场值转化为模拟电压信号；
将所述模拟电压信号进行模数转换，获得对应多个预设位置的合成电场数据。
一般的，本方法对应的系统设置于远离电晕笼的位置，故通过预先铺设连接的光纤传输所述的合成电场数据。
步骤120，对所述的合成电场数据进行处理并剔除异常值，获得处理后的合成电场数据；
所述的电场传感器序列长期置于户外环境下工作，由于户外因素影响，难免测得数据会有波动，且导线在较低电压水平时，放电不稳定，这就导致了获得的实验数据中存在着一些异常数据，如若不对数据进行初步处理就直接进行起晕场强判断，对结果会产生较大影响，所以，需要对合成电场的测量值进行异常数据剔除。具体的：
步骤121，将所述合成电场数据按照电压等级以及预设位置进行分组，并对分类后的每一组数据按照预设的百分位数规则进行计算，获得每一组数据对应的第一50％统计值；
这里所述的预设的百分位数规则的计算方法为：
Figure BDA0002423098940000081
其中，P50为50％统计值，Lb为待求的百分位数，i为该组段的组距，f为该组段内的频数，N为总频数，Fb为小于Lb所在组段的累计频数。
步骤122，根据预设规则获取各个位置的位置系数；
以本实施例为例，若所述的预设的采集位置为5个，各个采集位置距离导线的相对位置是固定的且是不同的；故相对于导线所发出的合成电场，不同的位置测量结果所对应的权重也是不同的，即所述的位置系数；本实施例中，认为相同情况下所述各个位置间测得的数据比值是恒定值；且其中一个探头设置为参考位置；
计算在每个电压等级下其他多个预设位置对应的第一50％统计值与相同电压等级下参考位置对应的第一50％统计值的比值；
对同一位置下不同电压等级的比值按照预设的百分数位规则计算，获得对应每一个位置的第二50％统计值；
汇总多个采集周期的第二50％统计值，并按照采集位置进行分组，对每一个位置下不同采集周期的第二50％统计值按照预设的百分数位规则计算，获得该位置对应参考位置的位置系数。
步骤123，根据所述每一组数据对应的第一50％统计值除以该组数据对应的位置系数，获得每一组数据对应的处理后的合成电场数据；
步骤124，根据预设异常数据判别方法对所述多组处理后合成电场数据进行判断，并剔除异常数据；
所述预设异常数据判别方法包括格拉布斯准则法、狄克逊准则法以及肖维勒准则法，具体的，本实施例中采用肖维勒准则法。
进一步的，在剔除异常数据后，所述方法还包括：
设置异常次数阈值，当任一位置对应的处理后合成电场数据的异常次数在预设的时间段内异常次数阈值，则丢弃该测量位置所有的测量数据。
肖维勒准则是建立在频率p＝m/n趋近于概率
Figure BDA0002423098940000091
的前提下的(其中m是绝对值大于Zcσ的误差出现次数，P是置信概率)。
设等精度且呈正态分布的测量值为Xi，若其残差vi≥Zcσ则Xi可视为含有粗大误差，此时把读数Xi应舍弃。把可疑值舍弃后再重新计算和继续使用判别依据判断，依此类推。
在n次测量中，取不可能发生的个数为0.5，那么对正态分布而言，误差不可能出现的概率为
Figure BDA0002423098940000092
利用肖维勒系数表和等式右端的已知值n可求出肖维勒系数ωn。
步骤125，根据每个位置在零电压下测量的电场值将所述剔除异常数据的处理后合成电场数据进行零点误差修正，获得最终修正后的的处理后的合成电场数据。
通过零点误差的修正，使得每一个位置的电场传感器均具有相同的测量能力，避免因测量设备个体差异带来的误差，进行零点误差修正的步骤也可以在靠前的位置，例如对于原始采集数据进行零点误差修正。
步骤130，根据所述处理后的合成电场数据，计算获得每个测量点的离子流电场数据；
将所述处理后的合成电场数据中所有测量点在横坐标为表面场强、纵坐标为离子流电场数值的坐标系中与零点连线的斜率进行比较，取斜率最小值对应的测量点与零点的连线作为静电场拟合直线；
根据所述静电场拟合直线得到在每个电压等级下的静电场拟合值；
将所述处理后的合成电场数据中每个电压等级的数据减去对应的电压等级下的静电场拟合值，获得离子流电场数值。
步骤140，根据所述每个测量点的离子流电场数据计算每个测量点的离子流电场梯度；
进一步的，所述离子流电场梯度的计算公式为：
Figure BDA0002423098940000101
其中，Ti为第i个测量点的离子流电场梯度，Ni为第i个测量点的离子流电场的测量值，Ei为第i个测量点的导线表面场强。
步骤150，根据所述离子流电场梯度通过最大梯度倒推法，确定起晕场强。
确定最大离子流电场梯度对应的测量点，以该测量点向零点方向遍历测量点，当所述测量点的离子流电场梯度低于预设的阈值时，停止遍历；
在当前测量点出做切线，该切线与横轴的交点即为起晕场强。
同时，所述起晕场强的计算公式可以为：
Figure BDA0002423098940000102
其中，Ed为当前测量点对应的表面场强，Nd为当前测量点对应的离子流电场值；
图2为4×300mm2导线离子流电场与导线表面场强变化趋势图，从图中可以看出随着导线表面场强的增加，离子流电场也在增加，但是离子流电场数据在刚开始起晕时数据变化量很小。
图3为4×300mm2导线离子流电场斜率变化趋势图，从图中可以看出，在导线开始起晕后，离子流电场数值变化率由很小开始逐渐增大，到达一定值后趋于稳定或在小范围内震荡，由此可以判断出，当变化率从一个很小标准突然开始增长时，对应的电压等级即为导线开始进入起晕状态；在变化率不再增长或趋于平缓时，则导线已进入全面起晕状态。
图4为本发明具体实施方式的一种高压直流线路起晕场强判定系统的结构图。如图4所示，所述系统包括：
数据采集单元410，所述数据采集单元410用于在预设周期内按预设频率采集线路周边多个预设位置的合成电场数据；
进一步的，所述数据采集单元410包括电场传感器阵列、数据预处理模块、光纤数据传送模块以及光纤数据收发模块；
所述电场传感器阵列根据预设设定的多个位置设置在电晕笼中；所述电场传感器阵列采集其各自位置的原始合成电场信号；
所述数据预处理模块设置在靠近电晕笼的位置，与所述电场传感器阵列相连；可放置于电晕笼体先买的屏蔽箱中，以屏蔽外部电测干扰；所述数据预处理模块用于将所述原始合成电场信号进行模数转换，获得合成电场数据；
所述光纤数据传送模块的一端与所述数据预处理模块相连，另一端与远离电晕笼位置的光纤数据收发模块相连；所述光纤数据传送模块用于将合成电场数据通过光纤线路传输到光纤数据收发模块；
所述光纤数据收发模块用于与所述数据处理单元相连，并将所述合成电场数据传输至所述数据处理单元。
数据处理单元420，所述数据处理单元420用于对所述的合成电场数据进行处理并剔除异常值，获得处理后的合成电场数据；
进一步的，所述数据处理单元420用于将所述合成电场数据按照电压等级以及预设位置进行分组，并对分类后的每一组数据按照预设的百分位数规则进行计算，获得每一组数据对应的第一50％统计值；
所述数据处理单元420用于根据预设规则获取各个位置的位置系数；
所述数据处理单元420用于根据所述每一组数据对应的第一50％统计值除以该组数据对应的位置系数，获得每一组数据对应的处理后的合成电场数据；
所述数据处理单元420用于根据预设异常数据判别方法对所述多组处理后的合成电场数据进行判断，并剔除异常数据；
所述预设异常数据判别方法包括格拉布斯准则法、狄克逊准则法以及肖维勒准则法；
所述数据处理单元420用于根据每个位置在零电压下测量的电场值将所述剔除异常数据的处理后合成电场数据进行零点误差修正，获得最终的处理后合成电场数据。
进一步的，所述多个预设位置包括一个参考位置；所述数据处理单元420用于计算在每个电压等级下其它多个预设位置对应的第一50％统计值与相同电压等级下参考位置对应的第一50％统计值的比值；
所述数据处理单元420用于对同一位置下不同电压等级的比值按照预设的百分数位规则计算，获得对应每一个位置的第二50％统计值；
所述数据处理单元420用于汇总多个采集周期的第二50％统计值，并按照采集位置进行分组，对每一个位置下不同采集周期的第二50％统计值按照预设的百分数位规则计算，获得该位置对应参考位置的位置系数。
进一步的，所述百分数位规则的计算方法为：
Figure BDA0002423098940000121
其中，P50为50％统计值，Lb为待求的百分位数，i为该组段的组距，f为该组段内的频数，N为总频数，Fb为小于Lb所在组段的累计频数。
进一步的，所述数据处理单元420用于设置异常次数阈值，当任一位置对应的处理后合成电场数据的异常次数在预设的时间段内达到异常次数阈值，则丢弃该测量位置所有的测量数据。
离子流电场数据计算单元430，所述离子流电场数据计算单元430用于根据所述处理后合成电场数据，计算获得每个测量点的离子流电场数据；
进一步的，所述离子流电场数据计算单元430用于将所述处理后的合成电场数据中所有测量点在横坐标为表面场强、纵坐标为离子流电场数值的坐标系中与零点连线的斜率进行比较，取斜率最小值对应的测量点与零点的连线作为静电场拟合直线；
所述离子流电场数据计算单元430用于根据所述静电场拟合直线得到在每个电压等级下的静电场拟合值；
所述离子流电场数据计算单元430用于将所述处理后的合成电场数据中每个电压等级的数据减去对应的电压等级下的静电场拟合值，获得离子流电场数值。
离子流电场梯度计算单元440，所述离子流电场梯度计算单元440用于根据所述每个测量点的离子流电场数据计算每个测量点的离子流电场梯度；
进一步的，所述离子流电场梯度计算单元440计算所述离子流电场梯度的公式为：
Figure BDA0002423098940000131
其中，Ti为第i个测量点的离子流电场梯度，Ni为第i个测量点的离子流电场的测量值，Ei为第i个测量点的导线表面场强。
起晕场强确定单元450，所述起晕场强确定单元450用于根据所述例子电场梯度通过最大梯度倒推法，确定起晕场强。
进一步的，所述起晕场强确定单元450用于确定最大离子流电场梯度对应的测量点，以该测量点向零点方向遍历测量点，当所述测量点的离子流电场梯度低于预设的阈值时，停止遍历；
所述起晕场强确定单元450用于在当前测量点出做切线，该切线与横轴的交点即为起晕场强。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本专利的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例中不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。本说明书中涉及到的步骤编号仅用于区别各步骤，而并不用于限制各步骤之间的时间或逻辑的关系，除非文中有明确的限定，否则各个步骤之间的关系包括各种可能的情况。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例中包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本公开的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本专利的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本专利还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本专利的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本专利进行说明而不是对本专利进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本专利可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离公开精神的前提下，可以做出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (12)

1.一种高压直流线路起晕场强判定方法，其特征在于，所述方法包括：
在预设周期内按预设频率采集线路周边多个预设位置的合成电场数据；
所述在预设周期内按预设频率采集线路周边多个预设位置的合成电场数据，包括：
通过电场传感器阵列测量所述多个预设位置的断面电场值，并将所述断面电场值转化为模拟电压信号；
将所述模拟电压信号进行模数转换，获得对应多个预设位置的合成电场数据；
对所述合成电场数据进行处理并剔除异常值，获得处理后的合成电场数据；
根据所述处理后的合成电场数据，计算获得每个测量点的离子流电场数据；
所述根据所述的处理后合成电场数据，计算获得每个测量点的离子流电场数据，包括：
将所述处理后的合成电场数据中所有测量点在横坐标为表面场强、纵坐标为离子流电场数值的坐标系中与零点连线的斜率进行比较，取斜率最小值对应的测量点与零点的连线作为静电场拟合直线；
根据所述静电场拟合直线得到在每个电压等级下的静电场拟合值；
将所述处理后的合成电场数据中每个电压等级的数据减去对应的电压等级下的静电场拟合值，获得离子流电场数值；
根据所述每个测量点的离子流电场数据计算每个测量点的离子流电场梯度；
根据所述离子流电场梯度通过最大梯度倒推法，确定起晕场强，
包括：
确定最大离子流电场梯度对应的测量点，以该测量点向零点方向遍历测量点，当所述测量点的离子流电场梯度低于预设的阈值时，停止遍历；
在当前测量点出做切线，该切线与横轴的交点即为起晕场强。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述的合成电场数据进行处理并剔除异常值，包括：
将所述的合成电场数据按照电压等级以及预设位置进行分组，并对分类后的每一组数据按照预设的百分位数规则进行计算，获得每一组数据对应的第一50％统计值；
根据预设规则获取各个位置的位置系数；
根据所述的每一组数据对应的第一50％统计值除以该组数据对应的位置系数，获得每一组数据对应的处理后的合成电场数据；
根据预设异常数据判别方法对每一组处理后的合成电场数据进行判断，并剔除异常数据；
所述预设异常数据判别方法包括格拉布斯准则法、狄克逊准则法以及肖维勒准则法；
根据每个位置在零电压下测量的电场值将所述剔除异常数据的处理后合成电场数据进行零点误差修正，获得最终修正后的处理后的合成电场数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设规则获取各个位置的位置系数，包括：
所述多个预设位置包括一个参考位置；计算在每个电压等级下其它多个预设位置对应的第一50％统计值与相同电压等级下参考位置对应的第一50％统计值的比值；
对同一位置下不同电压等级的比值按照预设的百分数位规则计算，获得对应每一个位置的第二50％统计值；
汇总多个采集周期的第二50％统计值，并按照采集位置进行分组，对每一个位置下不同采集周期的第二50％统计值按照预设的百分数位规则计算，获得该位置对应参考位置的位置系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述百分数位规则的计算方法为：
Figure FDA0004080323510000031
其中，P50为50％统计值，Lb为待求的百分位数，i为该组的组距，f为该组的频数，N为总频数，Fb为小于Lb所在组的累计频数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在剔除异常数据后，所述方法还包括：
设置异常次数阈值，当任一位置对应的处理后合成电场数据的异常次数在预设的时间段内达到异常次数阈值，则丢弃该位置所有的测量数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子流电场梯度的计算公式为：
Figure FDA0004080323510000032
其中，Ti为第i个测量点的离子流电场梯度，Ni为第i个测量点的离子流电场的测量值，Ei为第i个测量点的导线表面场强。
7.一种高压直流线路起晕场强判定系统，其特征在于，所述系统包括：
数据采集单元，所述数据采集单元用于在预设周期内按预设频率采集线路周边多个预设位置的合成电场数据；
所述数据采集单元包括电场传感器阵列、数据预处理模块、光纤数据传送模块以及光纤数据收发模块；
所述电场传感器阵列根据预设设定的多个位置设置在电晕笼中；所述电场传感器阵列采集其各自位置的原始合成电场信号；
所述数据预处理模块设置在靠近电晕笼的位置，与所述电场传感器阵列相连；所述数据预处理模块用于将所述原始合成电场信号进行模数转换，获得合成电场数据；
所述光纤数据传送模块的一端与所述数据预处理模块相连，另一端与远离电晕笼位置的光纤数据收发模块相连；所述光纤数据传送模块用于将合成电场数据通过光纤线路传输到光纤数据收发模块；
所述光纤数据收发模块用于与数据处理单元相连，并将所述合成电场数据传输至所述数据处理单元；
所述数据处理单元用于对所述的合成电场数据进行处理并剔除异常值，获得处理后的合成电场数据；
离子流电场数据计算单元，所述离子流电场数据计算单元用于根据所述处理后合成电场数据，计算获得每个测量点的离子流电场数据；
所述离子流电场数据计算单元用于将所述处理后的合成电场数据中所有测量点在横坐标为表面场强、纵坐标为离子流电场数值的坐标系中与零点连线的斜率进行比较，取斜率最小值对应的测量点与零点的连线作为静电场拟合直线；
所述离子流电场数据计算单元用于根据所述静电场拟合直线得到在每个电压等级下的静电场拟合值；
所述离子流电场数据计算单元用于将所述处理后的合成电场数据中每个电压等级的数据减去对应的电压等级下的静电场拟合值，获得离子流电场数值；
离子流电场梯度计算单元，所述离子流电场梯度计算单元用于根据所述每个测量点的离子流电场数据计算每个测量点的离子流电场梯度；
起晕场强确定单元，所述起晕场强确定单元用于根据所述离子流电场梯度通过最大梯度倒推法，确定起晕场强；
所述起晕场强确定单元用于确定最大离子流电场梯度对应的测量点，以该测量点向零点方向遍历测量点，当所述测量点的离子流电场梯度低于预设的阈值时，停止遍历；
所述起晕场强确定单元用于在当前测量点出做切线，该切线与横轴的交点即为起晕场强。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：
所述数据处理单元用于将所述的合成电场数据按照电压等级以及预设位置进行分组，并对分类后的每一组数据按照预设的百分位数规则进行计算，获得每一组数据对应的第一50％统计值；
所述数据处理单元用于根据预设规则获取各个位置的位置系数；
所述数据处理单元用于根据所述的每一组数据对应的第一50％统计值除以该组数据对应的位置系数，获得每一组数据对应的处理后合成电场数据；
所述数据处理单元用于根据预设异常数据判别方法对每一组处理后的合成电场数据进行判断，并剔除异常数据；
所述预设异常数据判别方法包括格拉布斯准则法、狄克逊准则法以及肖维勒准则法；
所述数据处理单元用于根据每个位置在零电压下测量的电场值将所述剔除异常数据的处理后合成电场数据进行零点误差修正，获得最终的处理后合成电场数据。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述多个预设位置包括一个参考位置；所述数据处理单元用于计算在每个电压等级下其它多个预设位置对应的第一50％统计值与相同电压等级下参考位置对应的第一50％统计值的比值；
所述数据处理单元用于对同一位置下不同电压等级的比值按照预设的百分数位规则计算，获得对应每一个位置的第二50％统计值；
所述数据处理单元用于汇总多个采集周期的第二50％统计值，并按照采集位置进行分组，对每一个位置下不同采集周期的第二50％统计值按照预设的百分数位规则计算，获得该位置对应参考位置的位置系数。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述百分数位规则的计算方法为：
Figure FDA0004080323510000051
其中，P50为50％统计值，Lb为待求的百分位数，i为该组的组距，f为该组的频数，N为总频数，Fb为小于Lb所在组的累计频数。
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：
所述数据处理单元用于设置异常次数阈值，当任一位置对应的处理后合成电场数据的异常次数在预设的时间段内达到异常次数阈值，则丢弃该位置所有的测量数据。
12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述离子流电场梯度计算单元计算所述离子流电场梯度的公式为：
Figure FDA0004080323510000061
其中，Ti为第i个测量点的离子流电场梯度，Ni为第i个测量点的离子流电场的测量值，Ei为第i个测量点的导线表面场强。
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