CN112986766A - 一种局部放电定位方法、装置、存储介质和设备 - Google Patents

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CN112986766A CN202110210444.8A CN202110210444A CN112986766A CN 112986766 A CN112986766 A CN 112986766A CN 202110210444 A CN202110210444 A CN 202110210444A CN 112986766 A CN112986766 A CN 112986766A
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Abstract

本申请公开了一种局部放电定位方法、装置、存储介质和设备。在GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与告警节点相邻的多个节点，作为候选节点。将相邻两个候选节点之间的节点线路，作为候选线路。对候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量。基于候选线路的等效距离、特征向量、以及候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到候选线路的放电相关值。选取放电相关值最大的候选线路，作为目标线路。基于目标线路的等效距离和修正系数、以及目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件。可见，利用本申请所述的方法，能够在不对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改动的情况下，提高局部放电定位的精度。

Description

一种局部放电定位方法、装置、存储介质和设备
技术领域
本申请涉及电气监控技术领域，尤其涉及一种局部放电定位方法、装置、存储介质和设备。
背景技术
气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear，GIS)作为输变电关键设备，以其结构紧凑、安全可靠、检修周期长、不受外界环境影响等优势，在电力系统中得到广泛应用。GIS设备制造、运输、安装、运行过程中产生的各类绝缘缺陷能够以不同程度、形式的局部放电信号表征，而局部放电现象又会加剧绝缘劣化，因此，局部放电监测系统是变电站可靠运行的重要环节。
目前，主流的定位方法包括幅值法和时差法。然而，基于幅值法进行局部放电定位，其定位结果可靠性较差、精度较低。基于时差法进行局部放电定位，需要对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改动，且硬件改动量较大、成本较高。
发明内容
本申请提供了一种局部放电定位方法、装置、存储介质和设备，用于在不对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改动的情况下，提高局部放电定位的可靠性和精度。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
一种局部放电定位方法，包括：
预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数；所述节点线路为连接相邻两个节点的电气线路，所述节点用于采集局部放电信号；
在所述GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与所述告警节点相邻的多个所述节点，作为候选节点；所述告警节点为采集到所述局部放电信号的节点；
将相邻两个所述候选节点之间的节点线路，作为候选线路；
对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量；
基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值；
从各个所述候选线路中选取所述放电相关值最大的候选线路，作为目标线路；
基于所述目标线路的等效距离和修正系数、所述目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及所述目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件。
可选的，所述预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数，包括：
向GIS设备内部输入模拟信号；所述模拟信号用于模拟所述GIS设备出现局部发电时所产生的局部放电信号；
获取所述GIS设备中各个组件的输入端的局部放电信号幅值、以及输出端的局部放电信号幅值；
针对每个所述组件，计算所述输入端的局部放电信号幅值与所述输出端的局部放电信号幅值之间的差值，得到所述组件的信号衰减值；
获取所述GIS设备中各个节点线路内两个节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号幅值；
针对每个所述节点线路，计算两个所述节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号幅值之间的差值，得到所述节点线路的等效距离；
针对每个所述节点线路，计算所述节点线路内所包含的多个组件的信号衰减值的累加和值，并计算所述等效距离与所述累加和值的比值，得到所述节点线路的修正系数。
可选的，所述对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量，包括：
针对每个所述候选节点，对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到第一参数和第二参数；所述第一参数用于指示所述局部放电信号的统计学特征，所述第二参数用于指示所述局部放电信号的形态学特征；
利用所述统计学特征和所述形态学特征，构建所述候选节点的特征向量。
可选的，所述将相邻两个所述候选节点之间的节点线路，作为候选线路之后，还包括：
分析所述告警节点与各个所述候选节点之间的排列结构；所述排列结构包括链式结构和星型结构；所述星型结构包括第一类星型结构和第二类星型结构。
可选的，所述基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值，包括：
针对每个所述候选线路，计算所述候选线路内两个候选节点的特征向量的余弦距离，得到一致性系数；
在确定所述排列结构为所述链式结构的情况下，针对每个所述候选线路，将所述候选线路的等效距离、一致性系数、以及所述候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，代入到预设第一公式中，计算得到放电相关值；
在确定所述排列结构为所述第一类星型结构的情况下，针对每个所述候选线路，将所述候选线路的等效距离、一致性系数、以及所述候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，代入到预设第二公式中，计算得到所述放电相关值；
在确定所述排列结构为所述第二类星型结构的情况下，针对每个所述候选线路，将所述候选线路的等效距离、各个所述候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值、以及包含有所述候选节点的节点线路的一致性系数，代入到预设第三公式中，计算得到所述放电相关值。
可选的，所述基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值，包括：
针对每个所述候选线路，基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到所述候选线路的多个放电相关值；
剔除取值不在预设取值区间内的放电相关值；
将剩余的多个所述放电相关值的平均值，作为所述候选线路的放电相关值。
可选的，所述基于所述目标线路的等效距离和修正系数、所述目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及所述目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件，包括：
基于所述目标线路的等效距离、以及所述目标线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，计算得到目标距离；
计算所述目标距离与所述目标线路的修正系数之间的比值；
解析所述目标线路内各个组件的分布位置，得到所述目标线路内各个组件与目标节点之间的距离；所述目标节点为所述目标线路内两个候选节点中的任意一个；
依据所述距离由近至远的顺序，累加计算所述目标线路内各个组件的信号衰减值，直至累加计算得到的和值大于所述比值时，将最后一个累加的信号衰减值所属的组件，作为目标组件；
确定所述目标组件为局部放电源所在的组件。
一种局部放电定位装置，包括：
测量单元，用于预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数；所述节点线路为连接相邻两个节点的电气线路，所述节点用于采集局部放电信号；
第一确定单元，用于在所述GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与所述告警节点相邻的多个所述节点，作为候选节点；所述告警节点为采集到所述局部放电信号的节点；
第二确定单元，用于将相邻两个所述候选节点之间的节点线路，作为候选线路；
特征分析单元，用于对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量；
计算单元，用于基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值；
选取单元，用于从各个所述候选线路中选取所述放电相关值最大的候选线路，作为目标线路；
第三确定单元，用于基于所述目标线路的等效距离和修正系数、所述目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及所述目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行所述的局部放电定位方法。
一种局部放电定位设备，包括：处理器、存储器和总线；所述处理器与所述存储器通过所述总线连接；
所述存储器用于存储程序，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的局部放电定位方法。
本申请提供的技术方案，预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数。节点线路为连接相邻两个节点的电气线路，节点用于采集局部放电信号。在GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与告警节点相邻的多个节点，作为候选节点，告警节点为采集到局部放电信号的节点。将相邻两个候选节点之间的节点线路，作为候选线路。对候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量。基于候选线路的等效距离、特征向量、以及各个候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个候选线路的放电相关值。从各个候选线路中选取放电相关值最大的候选线路，作为目标线路。基于目标线路的等效距离和修正系数、目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件。相较于现有的时差法，本申请无需对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改造，相较于现有的幅值法，本申请的定位精度能够达到组件尺度级别，在进行局部放电源定位过程中，将组件的信号衰减值、节点线路的等效距离和修正系数、以及候选节点所采集的局部放电信号作为定位的参考依据，可靠性较高。可见，利用本申请所述的方法，能够在不对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改动的情况下，提高局部放电定位的可靠性和精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为本申请实施例提供的一种局部放电定位方法的示意图；
图1b为本申请实施例提供的一种链式结构示意图；
图1c为本申请实施例提供的一种第一类星型结构示意图；
图1d为本申请实施例提供的一种第二类星型结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种局部放电定位方法的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种局部放电定位装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例所述的流程应用于局部放电监测系统，具体的，可由系统主机执行，用于在不对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改动的情况下，提高局部放电定位的可靠性和精度。
如图1a所示，为本申请实施例提供的一种局部放电定位方法的示意图，包括如下步骤：
S101：向GIS设备内部输入模拟信号，测量GIS设备中各个组件的信号衰减值。
其中，模拟信号用于模拟GIS设备中出现局部发电时所产生的特高频信号(也可以理解为局部放电信号)。特高频信号是指：波长范围为1m～1dm，频率为300～3000MHz的无线电波，常用于移动通信和广播电视领域。向GIS设备内部输入模拟信号的具体实现过程，为本领域技术人员所熟悉的公知常识，具体的，可以利用脉冲发生器向GIS设备内部输入模拟信号。
GIS设备的组件包括但不限于：断路器、隔离开关、接地开关、互感器、绝缘盆子、L型结构线路、T型结构线路、以及单位长度母线。
信号衰减值为组件输入端的特高频信号幅值、与输出端的特高频信号幅值之间的差值。组件输入端的特高频信号幅值、输出端的特高频信号幅值，可由预置在GIS设备内部的传感器所采集。
需要说明的是，不同电压等级下的GIS设备，其内部各个组件的信号衰减值也会有所不同。因此，在本申请实施例中，还可以向不同电压等级下的GIS设备内部输入模拟信号，分别测量不同电压等级下的GIS设备中各个组件的信号衰减值，并基于不同电压等级下的GIS设备中各个组件的信号衰减值，构建通用参数库。
需要强调的是，测量得到的信号衰减值，其计量单位为分贝毫瓦(dbm)。基于传感器的特高频信号幅值的计量单位原本为电压(mV)，可以利用采集监测装置(即现有的信号处理设备，常用于对信号进行单位转换、时钟校准等预处理工作)，将特高频信号幅值的计量单位，从电压单位(即mV)转换为功率单位(dbm)。
所谓的分贝毫瓦(dbm)，通常以对数形式表达原始测量功率与1mW的比值。在本申请实施例中，利用dbm表征GIS设备的局部放电量的大小。
S102：向GIS设备内部输入模拟信号，测量GIS设备中各个节点线路的等效距离。
其中，节点线路为连接相邻两个节点的电气线路，节点用于采集局部放电信号。在实际应用中，当GIS设备中出现局部放电时，GIS设备中都会伴随产生特高频信号，故可以利用传感器感知GIS设备是否发生局部放电，即当传感器采集到特高频信号时，则确定该传感器的周围区域出现局部放电，利用节点(即传感器在GIS设备电气线路中的安装位置)实时监测GIS设备是否发生局部放电，为本领域技术人员所熟悉的公知常识。
等效距离为节点线路内两个节点在同一时刻各自所采集的特高频信号幅值之间的差值。在本申请实施例中，等效距离的计量单位为dbm，具体的，可以利用采集监测装置将特高频信号幅值的计量单位，从电压单位(即mV)转换为功率单位(即dbm)。
需要说明的是，节点的数量、以及各个节点在GIS设备电气线路内的分布位置，可由技术人员根据实际情况进行设置，这里不再赘述。
需要强调的是，为了能够准确定位局部放电源(即产生局部放电的源头)，故利用等效距离作为测距基准，对局部放电源进行定位，以便于找到局部放电源所在的组件。
S103：针对每个节点线路，计算等效距离与第一数值的比值，得到节点线路的修正系数。
其中，第一数值为节点线路内所包含的多个组件的信号衰减值的累加和值。
需要说明的是，在测量组件的信号衰减值时，GIS设备中的各个组件的输入端和输出端都预置有传感器(用于采集特高频信号)，此时，各个节点线路上密集分布数量较多的传感器。然而，在实际测量节点线路的等效距离时，考虑到现场工况、安全性与经济性，传感器分布不会如此密集，而是仅在节点线路两端预置(即在节点上设置传感器)。因此，S101所测的各个组件的信号衰减值线性叠加后的计算结果，实际上是一种理论值，与S102所测的实测值之间具有偏差。为了消除偏差，故而计算节点线路的修正系数。
S104：在GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与告警节点相邻的多个节点，作为候选节点。
其中，告警节点为采集到特高频信号的节点，为本领域技术人员所熟悉的公知常识，这里不再赘述。
S105：分析告警节点与各个候选节点之间的排列结构。
其中，排列结构包括链式结构和星型结构，在实际应用中，与告警节点相邻的候选节点的数量通常为3～5个。
需要说明的是，若星型结构的中心位置上安装有传感器，则确定星型结构作为第一类星型结构，若星型结构的中心位置未安装有传感器，则确定星型结构作为第二类星型结构。
具体的，链式结构可以参见图1b所示，第一类星型结构可以参见图1c所示，第二类星型结构可以参见图1d所示。
S106：将相邻两个候选节点之间的节点线路，作为候选线路。
S107：针对每个候选节点，对候选节点所采集的特高频信号进行特征分析，得到第一参数和第二参数。
其中，第一参数用于指示特高频信号的统计学特征，第二参数用于指示特高频信号的形态学特征。
在本申请实施例中，统计学特征包括但不限于：脉冲频次的前半周占比、极性区占比、上升沿占比、过零点占比，脉冲幅值峰值的前半周等效权重、极性区等效权重、上升沿等效权重、以及过零点等效权重。
形态学特征包括但不限于：局部放电相位分布(Phase Resolved PartialDischarge，PRPD)图谱的二值化图像的闭运算增幅、开运算衰减、边缘像素占比、以及角点像素占比。
需要说明的是，对候选节点到的特高频信号进行特征分析的具体实现过程，为本领域技术人员所熟悉的公知常识，这里不再赘述。
S108：利用统计学特征和形态学特征，构建候选节点的特征向量。
其中，利用统计学特征和形态学特征，构建候选节点的特征向量，为公开的数学原理，这里不再赘述。
S109：针对每个候选线路，计算候选线路内两个候选节点的特征向量的余弦距离，得到一致性系数。
其中，所谓的余弦距离，又称余弦相似性，是通过计算两个特征向量的夹角余弦值来评估两个候选节点的相似度，其结果与特征向量的长度无关，仅仅与特征向量的指向方向相关。计算候选线路内两个候选节点的特征向量的余弦距离的具体实现过程，为本领域技术人员所熟悉的公知常识，这里不再赘述。
在本申请实施例中，一致性系数可用于表征两个候选节点所采集的特高频信号都来自于同一局部放电源的概率，一致性系数的值越大，则两个候选节点所采集的特高频信号都来自于同一局部放电源的概率越大。
S110：在确定排列结构为链式结构的情况下，针对每个候选线路，将候选线路的等效距离、一致性系数、以及候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的特高频信号的峰值(即特高频信号幅值的最大值和最小值之间的差值)，代入到预设第一公式中，计算得到放电相关值。
其中，以图1b所示的链式结构为例，预设第一公式如下所示：
YAB＝M2 AB×(VA+VB+KAB) (1)
在公式(1)中，Y代表候选线路的放电相关值，A和B均代表候选线路内的候选节点，MAB代表候选线路AB的一致性系数，VA代表候选节点A的信号峰值(即特高频信号的峰值)，VB代表候选节点B的信号峰值，KAB代表候选线路AB的等效距离。
S111：在确定排列结构为第一类星型结构的情况下，针对每个候选线路，将候选线路的等效距离、一致性系数、以及候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的特高频信号的峰值，代入到预设第二公式中，计算得到放电相关值。
其中，以图1c所示的第一类星型结构为例，预设第二公式如下所示：
YAB＝MAB×(VA+VB+0.8×KAB) (2)
S112：在确定排列结构为第二类星型结构的情况下，针对每个候选线路，将候选线路的等效距离、各个候选节点在同一时刻各自所采集的特高频信号的峰值、以及包含有候选节点的节点线路的一致性系数，代入到预设第三公式中，计算得到放电相关值。
其中，以图1d所示的第二类星型结构为例，预设第三公式如下所示：
Figure BDA0002952060410000111
在公式(3)中，X代表第二类星型结构的中心位置，MAXB代表复合线路AXB的一致性系数，MAXC代表复合线路AXC的一致性系数，A、B和C均为候选节点，KAX代表候选线路AX的等效距离。
需要说明的是，由于第二类星型结构的中心位置并没有预置传感器，也就是说，利用S102无法测量得到候选线路AX的等效距离，因此，在本申请实施例中，将候选线路AX内所包含的各个组件的信号衰减值的累加和值，作为候选线路AX的等效距离KAX。
此外，由于第二类星型结构的中心位置并没有传感器，因此，也无法计算得出候选线路AX的一致性系数MAX，故利用复合线路AXB的一致性系数MAXB和复合线路AXC的一致性系数MAXC，间接推导出候选线路的一致性系数MAX。在实际场景中，复合线路AXB的一致性系数MAXB，与节点线路AB的一致性系数MAB相等，复合线路AXC的一致性系数MAXC，与节点线路AC的一致性系数MAC相等。明显的，节点线路AB和节点线路AC均包含有候选节点，理论上来说，节点线路AB和节点线路AC也可以理解为候选线路，区别只是候选节点A和候选节点B之间无法电气连接、以及候选节点A和候选节点C之间无法电气连接而已。
在上述S110、S111和S112中，为了提高放电相关值的准确，针对每个候选线路，计算得到多个放电相关值，并剔除取值不在预设取值区间内的放电相关值，将剩余的多个放电相关值的平均值，作为候选线路的放电相关值。
需要说明的是，针对不同类型的排列结构下的候选线路，计算候选线路的放电相关值，其原因是：在不同类型的排列结构下，候选节点的特高频信号幅值、候选线路的等效距离和一致性系数、以及噪声信号干扰，对放电相关值的影响程度不同。
S113：比对各个候选线路的放电相关值，从各个候选线路内选取放电相关值最大的候选线路，作为目标线路。
其中，所谓的目标线路，可以理解为局部放电源(即GIS设备内产生局部放电的源头位置)所在的节点线路。
S114：将目标线路的等效距离、以及目标线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的特高频信号的峰值，代入预设第四公式中，计算得到目标距离。
其中，预设第四公式如下所示。
KAO＝(KAB+VB-VA)/2 (4)
在公式(4)中，KAO代表局部放电源与候选节点A的等效距离，O代表局部放电源。
S115：计算目标距离与目标线路的修正系数之间的比值，得到第二数值。
S116：解析目标线路内各个组件的分布位置，得到目标线路内各个组件与目标节点之间的距离。
其中，目标节点为目标线路内两个候选节点中的任意一个。
S117：依据距离由近至远的顺序，累加计算目标线路内各个组件的信号衰减值，直至累加计算得到的和值大于第二数值时，将最后一个累加的信号衰减值所属的组件，作为目标组件。
S118：确定目标组件为局部放电源所在的组件。
综上所述，相较于现有的时差法，本实施例无需对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改造，相较于现有的幅值法，本实施例的定位精度能够达到组件尺度级别，在进行局部放电源定位过程中，将组件的信号衰减值、节点线路的等效距离和修正系数、以及候选节点所采集的局部放电信号作为定位的参考依据，可靠性较高。可见，利用本实施例所述的方法，能够在不对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改动的情况下，提高局部放电定位的可靠性和精度。
需要说明的是，上述实施例提及的S101，为本申请所述局部放电定位方法的一种可选的具体实现方式。此外，上述实施例提及的S105，也为本申请所述局部放电定位方法的一种可选的具体实现方式。为此，上述实施例提及的流程，可以概括为图2所示的方法。
如图2所示，为本申请实施例提供的另一种局部放电定位方法的示意图，包括如下步骤：
S201：预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数。
其中，节点线路为连接相邻两个节点的电气线路，节点用于采集局部放电信号。
S202：在GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与告警节点相邻的多个节点，作为候选节点。
其中，告警节点为采集到局部放电信号的节点。
需要说明的是，所谓的局部放电信号，其实质就是上述实施例提及的特高频信号。
S203：将相邻两个候选节点之间的节点线路，作为候选线路。
S204：对候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量。
S205：基于候选线路的等效距离、特征向量、以及各个候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个候选线路的放电相关值。
S206：从各个候选线路中选取放电相关值最大的候选线路，作为目标线路。
S207：基于目标线路的等效距离和修正系数、目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件。
综上所述，相较于现有的时差法，本实施例无需对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改造，相较于现有的幅值法，本实施例的定位精度能够达到组件尺度级别，在进行局部放电源定位过程中，将组件的信号衰减值、节点线路的等效距离和修正系数、以及候选节点所采集的局部放电信号作为定位的参考依据，可靠性较高。可见，利用本实施例所述的方法，能够在不对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改动的情况下，提高局部放电定位的可靠性和精度。
与上述本申请实施例提供的局部放电定位方法相对应，本申请实施例还提供了一种局部放电定位装置。
如图3所示，为本申请实施例提供的一种局部放电定位装置的结构示意图，包括：
测量单元100，用于预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数，节点线路为连接相邻两个节点的电气线路，节点用于采集局部放电信号。
其中，测量单元100具体用于：向GIS设备内部输入模拟信号；模拟信号用于模拟GIS设备出现局部发电时所产生的局部放电信号；获取GIS设备中各个组件的输入端的局部放电信号幅值、以及输出端的局部放电信号幅值；针对每个组件，计算输入端的局部放电信号幅值与输出端的局部放电信号幅值之间的差值，得到组件的信号衰减值；获取GIS设备中各个节点线路内两个节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号幅值；针对每个节点线路，计算两个节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号幅值之间的差值，得到节点线路的等效距离；针对每个节点线路，计算节点线路内所包含的多个组件的信号衰减值的累加和值，并计算等效距离与累加和值的比值，得到节点线路的修正系数。
第一确定单元200，用于在GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与告警节点相邻的多个节点，作为候选节点，告警节点为采集到局部放电信号的节点。
第二确定单元300，用于将相邻两个候选节点之间的节点线路，作为候选线路。
结构分析单元400，用于分析告警节点与各个候选节点之间的排列结构。排列结构包括链式结构和星型结构。星型结构包括第一类星型结构和第二类星型结构。
特征分析单元500，用于对候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量。
其中，特征分析单元500具体用于：针对每个候选节点，对候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到第一参数和第二参数；第一参数用于指示局部放电信号的统计学特征，第二参数用于指示局部放电信号的形态学特征；利用统计学特征和形态学特征，构建候选节点的特征向量。
计算单元600，用于基于候选线路的等效距离、特征向量、以及各个候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个候选线路的放电相关值。
其中，计算单元600具体用于：针对每个候选线路，计算候选线路内两个候选节点的特征向量的余弦距离，得到一致性系数；在确定排列结构为链式结构的情况下，针对每个候选线路，将候选线路的等效距离、一致性系数、以及候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，代入到预设第一公式中，计算得到放电相关值；在确定排列结构为第一类星型结构的情况下，针对每个候选线路，将候选线路的等效距离、一致性系数、以及候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，代入到预设第二公式中，计算得到放电相关值；在确定排列结构为第二类星型结构的情况下，针对每个候选线路，将候选线路的等效距离、各个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值、以及包含有候选节点的节点线路的一致性系数，代入到预设第三公式中，计算得到放电相关值。
此外，计算单元600具体用于：针对每个候选线路，基于候选线路的等效距离、特征向量、以及各个候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到候选线路的多个放电相关值；剔除取值不在预设取值区间内的放电相关值；将剩余的多个放电相关值的平均值，作为候选线路的放电相关值。
选取单元700，用于从各个候选线路中选取放电相关值最大的候选线路，作为目标线路。
第三确定单元800，用于基于目标线路的等效距离和修正系数、目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件。
其中，第三确定单元800具体用于：基于目标线路的等效距离、以及目标线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，计算得到目标距离；计算目标距离与目标线路的修正系数之间的比值；解析目标线路内各个组件的分布位置，得到目标线路内各个组件与目标节点之间的距离；目标节点为目标线路内两个候选节点中的任意一个；依据距离由近至远的顺序，累加计算目标线路内各个组件的信号衰减值，直至累加计算得到的和值大于比值时，将最后一个累加的信号衰减值所属的组件，作为目标组件；确定目标组件为局部放电源所在的组件。
综上所述，相较于现有的时差法，本实施例无需对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改造，相较于现有的幅值法，本实施例的定位精度能够达到组件尺度级别，在进行局部放电源定位过程中，将组件的信号衰减值、节点线路的等效距离和修正系数、以及候选节点所采集的局部放电信号作为定位的参考依据，可靠性较高。可见，利用本实施例所述的方法，能够在不对GIS设备和局部放电监测系统进行硬件改动的情况下，提高局部放电定位的可靠性和精度。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述本申请提供的局部放电定位方法。
本申请还提供了一种局部放电定位设备，包括：处理器、存储器和总线。处理器与存储器通过总线连接，存储器用于存储程序，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述本申请提供的局部放电定位方法，包括如下步骤：
预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数；所述节点线路为连接相邻两个节点的电气线路，所述节点用于采集局部放电信号；
在所述GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与所述告警节点相邻的多个所述节点，作为候选节点；所述告警节点为采集到所述局部放电信号的节点；
将相邻两个所述候选节点之间的节点线路，作为候选线路；
对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量；
基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值；
从各个所述候选线路中选取所述放电相关值最大的候选线路，作为目标线路；
基于所述目标线路的等效距离和修正系数、所述目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及所述目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件。
可选的，所述预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数，包括：
向GIS设备内部输入模拟信号；所述模拟信号用于模拟所述GIS设备出现局部发电时所产生的局部放电信号；
获取所述GIS设备中各个组件的输入端的局部放电信号幅值、以及输出端的局部放电信号幅值；
针对每个所述组件，计算所述输入端的局部放电信号幅值与所述输出端的局部放电信号幅值之间的差值，得到所述组件的信号衰减值；
获取所述GIS设备中各个节点线路内两个节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号幅值；
针对每个所述节点线路，计算两个所述节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号幅值之间的差值，得到所述节点线路的等效距离；
针对每个所述节点线路，计算所述节点线路内所包含的多个组件的信号衰减值的累加和值，并计算所述等效距离与所述累加和值的比值，得到所述节点线路的修正系数。
可选的，所述对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量，包括：
针对每个所述候选节点，对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到第一参数和第二参数；所述第一参数用于指示所述局部放电信号的统计学特征，所述第二参数用于指示所述局部放电信号的形态学特征；
利用所述统计学特征和所述形态学特征，构建所述候选节点的特征向量。
可选的，所述将相邻两个所述候选节点之间的节点线路，作为候选线路之后，还包括：
分析所述告警节点与各个所述候选节点之间的排列结构；所述排列结构包括链式结构和星型结构；所述星型结构包括第一类星型结构和第二类星型结构。
可选的，所述基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值，包括：
针对每个所述候选线路，计算所述候选线路内两个候选节点的特征向量的余弦距离，得到一致性系数；
在确定所述排列结构为所述链式结构的情况下，针对每个所述候选线路，将所述候选线路的等效距离、一致性系数、以及所述候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，代入到预设第一公式中，计算得到放电相关值；
在确定所述排列结构为所述第一类星型结构的情况下，针对每个所述候选线路，将所述候选线路的等效距离、一致性系数、以及所述候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，代入到预设第二公式中，计算得到所述放电相关值；
在确定所述排列结构为所述第二类星型结构的情况下，针对每个所述候选线路，将所述候选线路的等效距离、各个所述候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值、以及包含有所述候选节点的节点线路的一致性系数，代入到预设第三公式中，计算得到所述放电相关值。
可选的，所述基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值，包括：
针对每个所述候选线路，基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到所述候选线路的多个放电相关值；
剔除取值不在预设取值区间内的放电相关值；
将剩余的多个所述放电相关值的平均值，作为所述候选线路的放电相关值。
可选的，所述基于所述目标线路的等效距离和修正系数、所述目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及所述目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件，包括：
基于所述目标线路的等效距离、以及所述目标线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，计算得到目标距离；
计算所述目标距离与所述目标线路的修正系数之间的比值；
解析所述目标线路内各个组件的分布位置，得到所述目标线路内各个组件与目标节点之间的距离；所述目标节点为所述目标线路内两个候选节点中的任意一个；
依据所述距离由近至远的顺序，累加计算所述目标线路内各个组件的信号衰减值，直至累加计算得到的和值大于所述比值时，将最后一个累加的信号衰减值所属的组件，作为目标组件；
确定所述目标组件为局部放电源所在的组件。
本申请实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种局部放电定位方法，其特征在于，包括：
预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数；所述节点线路为连接相邻两个节点的电气线路，所述节点用于采集局部放电信号；
在所述GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与所述告警节点相邻的多个所述节点，作为候选节点；所述告警节点为采集到所述局部放电信号的节点；
将相邻两个所述候选节点之间的节点线路，作为候选线路；
对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量；
基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值；
从各个所述候选线路中选取所述放电相关值最大的候选线路，作为目标线路；
基于所述目标线路的等效距离和修正系数、所述目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及所述目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数，包括：
向GIS设备内部输入模拟信号；所述模拟信号用于模拟所述GIS设备出现局部发电时所产生的局部放电信号；
获取所述GIS设备中各个组件的输入端的局部放电信号幅值、以及输出端的局部放电信号幅值；
针对每个所述组件，计算所述输入端的局部放电信号幅值与所述输出端的局部放电信号幅值之间的差值，得到所述组件的信号衰减值；
获取所述GIS设备中各个节点线路内两个节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号幅值；
针对每个所述节点线路，计算两个所述节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号幅值之间的差值，得到所述节点线路的等效距离；
针对每个所述节点线路，计算所述节点线路内所包含的多个组件的信号衰减值的累加和值，并计算所述等效距离与所述累加和值的比值，得到所述节点线路的修正系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量，包括：
针对每个所述候选节点，对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到第一参数和第二参数；所述第一参数用于指示所述局部放电信号的统计学特征，所述第二参数用于指示所述局部放电信号的形态学特征；
利用所述统计学特征和所述形态学特征，构建所述候选节点的特征向量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将相邻两个所述候选节点之间的节点线路，作为候选线路之后，还包括：
分析所述告警节点与各个所述候选节点之间的排列结构；所述排列结构包括链式结构和星型结构；所述星型结构包括第一类星型结构和第二类星型结构。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值，包括：
针对每个所述候选线路，计算所述候选线路内两个候选节点的特征向量的余弦距离，得到一致性系数；
在确定所述排列结构为所述链式结构的情况下，针对每个所述候选线路，将所述候选线路的等效距离、一致性系数、以及所述候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，代入到预设第一公式中，计算得到放电相关值；
在确定所述排列结构为所述第一类星型结构的情况下，针对每个所述候选线路，将所述候选线路的等效距离、一致性系数、以及所述候选线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，代入到预设第二公式中，计算得到所述放电相关值；
在确定所述排列结构为所述第二类星型结构的情况下，针对每个所述候选线路，将所述候选线路的等效距离、各个所述候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值、以及包含有所述候选节点的节点线路的一致性系数，代入到预设第三公式中，计算得到所述放电相关值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值，包括：
针对每个所述候选线路，基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到所述候选线路的多个放电相关值；
剔除取值不在预设取值区间内的放电相关值；
将剩余的多个所述放电相关值的平均值，作为所述候选线路的放电相关值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标线路的等效距离和修正系数、所述目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及所述目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件，包括：
基于所述目标线路的等效距离、以及所述目标线路内两个候选节点在同一时刻各自所采集的局部放电信号的峰值，计算得到目标距离；
计算所述目标距离与所述目标线路的修正系数之间的比值；
解析所述目标线路内各个组件的分布位置，得到所述目标线路内各个组件与目标节点之间的距离；所述目标节点为所述目标线路内两个候选节点中的任意一个；
依据所述距离由近至远的顺序，累加计算所述目标线路内各个组件的信号衰减值，直至累加计算得到的和值大于所述比值时，将最后一个累加的信号衰减值所属的组件，作为目标组件；
确定所述目标组件为局部放电源所在的组件。
8.一种局部放电定位装置，其特征在于，包括：
测量单元，用于预先测量GIS设备中各个组件的信号衰减值、以及各个节点线路的等效距离和修正系数；所述节点线路为连接相邻两个节点的电气线路，所述节点用于采集局部放电信号；
第一确定单元，用于在所述GIS设备发生局部放电的情况下，将告警节点、以及与所述告警节点相邻的多个所述节点，作为候选节点；所述告警节点为采集到所述局部放电信号的节点；
第二确定单元，用于将相邻两个所述候选节点之间的节点线路，作为候选线路；
特征分析单元，用于对所述候选节点所采集的局部放电信号进行特征分析，得到特征向量；
计算单元，用于基于所述候选线路的等效距离、所述特征向量、以及各个所述候选节点所采集的局部放电信号的峰值，计算得到各个所述候选线路的放电相关值；
选取单元，用于从各个所述候选线路中选取所述放电相关值最大的候选线路，作为目标线路；
第三确定单元，用于基于所述目标线路的等效距离和修正系数、所述目标线路内两个候选节点各自所采集的局部放电信号的峰值、以及所述目标线路内各个组件的信号衰减值，确定局部放电源所在的组件。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1-7任一项所述的局部放电定位方法。
10.一种局部放电定位设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线；所述处理器与所述存储器通过所述总线连接；
所述存储器用于存储程序，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1-7任一项所述的局部放电定位方法。
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