CN114487562A - 基于校正介电常数的电压测量方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于校正介电常数的电压测量方法、装置、计算机设备、存储介质。所述方法包括：针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定电场耦合模型对应的模型参数；获取流入传感器测量回路的位移电流，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系；对传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数；基于第二频点，根据校正后介电常数和传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据。采用本方法能够降低电压测量误差，提升了电压测量精度。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统电压测量技术领域，特别是涉及一种基于校正介电常数的电压测量方法、装置、计算机设备、存储介质。
背景技术
随着多区域互联网工程的大规模展开及各类分布式电源的大规模并网，形成了超大规模复杂电网，其需要更多的电力系统电气量监测数据，以保证电网的安全运行与调度。针对在电力系统中部署海量的电气数据监测装置，传统的电磁式电压互感器由于体积大、造价昂贵、安装不便等不足，难以广泛部署于电力系统，则对于微型电压传感器的研发并使其高度适应于现场环境变得十分迫切。
非接触电压测量是一种不与电力线路及设备直接电气接触的电压测量技术，目前基于电容耦合的非接触电压测量方法，已经可以精确的测量单相低压系统用电设备的电压，但将其直接用于三相中压系统，将间接拉近电力线路相线之间的绝缘距离，存在相间短路风险。
D-dot传感器作为一种空间电场的测量器件，凭借其远离带电导体的架设方式，使得其具备测量高压甚至冲击电压的能力。然而，现场环境却对D-dot传感器存在较大干扰，如三相电压干扰、天气干扰，使得其产生较大的电压测量误差，目前针对D-dot传感器缺乏有效的介电常数校准手段。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决上述问题的基于校正介电常数的电压测量方法、装置、计算机设备、存储介质。
第一方面，本申请提供了一种基于校正介电常数的电压测量方法，所述方法包括：
针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数；所述电场耦合模型包括位移电流与场源导体电位的对应关系；
获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系；
对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数；
基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据。
在其中一个实施例中，所述电场耦合模型包括场源导体电位与空间电场的对应关系，所述模型参数包括位置系数，所述针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数，包括：
建立所述场源导体电位与空间电场的对应关系；所述场源导体电位与空间电场的对应关系用于确定部署于杆塔的各传感器探头所处位置的电场强度；
对所述场源导体电位与空间电场的对应关系进行仿真计算，确定所述位置系数。
在其中一个实施例中，所述模型参数包括常量系数，所述针对三相电力线路场景，建立三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数，包括：
建立所述位移电流与场源导体电位的对应关系；所述位移电流与场源导体电位的对应关系用于确定流入传感器测量回路的位移电流；
对所述位移电流与场源导体电位的对应关系进行仿真计算，确定所述常量系数。
在其中一个实施例中，所述获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，包括：
获取流入传感器测量回路的位移电流，根据积分电路计算电位移矢量；
通过预设的运算放大器，将所述电位移矢量转换为传感器输出电压信号；
基于所述传感器输出电压信号，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系。
在其中一个实施例中，所述对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数，包括：
利用傅里叶变换对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点；所述第一频点为100Hz；
在100Hz的频点上，利用校正谐波源与谐波响应信号的对应关系实时校正介电常数，得到所述校正后介电常数。
在其中一个实施例中，所述第二频点为50Hz，所述基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据，包括：
在50Hz的频点上，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，计算得到各场源导体对应的对地电位；
利用对地电位与线路线电压的对应关系，得到所述电压测量数据。
第二方面，本申请还提供了一种基于校正介电常数的电压测量装置，所述装置包括：
模型构建模块，用于针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数；所述电场耦合模型包括位移电流与场源导体电位的对应关系；
对应关系建立模块，用于获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系；
介电常数校正模块，用于对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数；
电压测量数据得到模块，用于基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据。
在其中一个实施例中，所述电场耦合模型包括场源导体电位与空间电场的对应关系，所述模型参数包括位置系数，所述模型构建模块包括：
第一对应关系建立子模块，用于建立所述场源导体电位与空间电场的对应关系；所述场源导体电位与空间电场的对应关系用于确定部署于杆塔的各传感器探头所处位置的电场强度；
位置系数确定子模块，用于对所述场源导体电位与空间电场的对应关系进行仿真计算，确定所述位置系数。
在其中一个实施例中，所述模型参数包括常量系数，所述模型构建模块包括：
第二对应关系建立子模块，用于建立所述位移电流与场源导体电位的对应关系；所述位移电流与场源导体电位的对应关系用于确定流入传感器测量回路的位移电流；
常量系数确定子模块，用于对所述位移电流与场源导体电位的对应关系进行仿真计算，确定所述常量系数。
在其中一个实施例中，所述对应关系建立模块包括：
电位移矢量计算子模块，用于获取流入传感器测量回路的位移电流，根据积分电路计算电位移矢量；
电位移矢量转换子模块，用于通过预设的运算放大器，将所述电位移矢量转换为传感器输出电压信号；
第三对应关系建立子模块，用于基于所述传感器输出电压信号，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系。
在其中一个实施例中，所述介电常数校正模块包括：
电压分解子模块，用于利用傅里叶变换对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点；所述第一频点为100Hz；
校正后介电常数得到子模块，用于在100Hz的频点上，利用校正谐波源与谐波响应信号的对应关系实时校正介电常数，得到所述校正后介电常数。
在其中一个实施例中，所述电压测量数据得到模块包括：
对地电位得到子模块，用于在50Hz的频点上，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，计算得到各场源导体对应的对地电位；
电压数据计算子模块，用于利用对地电位与线路线电压的对应关系，得到所述电压测量数据。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的基于校正介电常数的电压测量方法的步骤。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于校正介电常数的电压测量方法的步骤。
上述一种基于校正介电常数的电压测量方法、装置、计算机设备、存储介质，通过针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定电场耦合模型对应的模型参数，电场耦合模型包括位移电流与场源导体电位的对应关系，然后获取流入传感器测量回路的位移电流，基于位移电流和位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，进而对传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数，基于第二频点，根据校正后介电常数和传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据，能够降低电压测量误差，提升了电压测量精度。
附图说明
图1为一个实施例中一种基于校正介电常数的电压测量方法的流程示意图；
图2为一个实施例中一种处理步骤流程的示意图；
图3为一个实施例中一种测量原理的示意图；
图4为一个实施例中一种D-dot传感器前级测量回路图的示意图；
图5为一个实施例中一种基于校正介电常数的电压测量装置的结构框图；
图6为一个实施例中一种计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据；对应的，本申请还提供有相应的用户授权入口，供用户选择授权或者选择拒绝。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于校正介电常数的电压测量方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。本实施例中，该方法包括以下步骤：
步骤101，针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数；
其中，传感器可以为D-dot传感器。
作为一示例，电场耦合模型可以包括场源导体电位与空间电场的对应关系、位移电流与场源导体电位的对应关系，模型参数可以包括位置系数和常量系数。
在实际应用中，可以建立三相10kV应用场景下，三相线路、校正谐波源与D-dot传感器的电场耦合数学模型，并可以利用Ansys maxwell电磁仿真软件求得该电场耦合数学模型中的常系数距离矩阵，即模型参数。
在一示例中，由于三相电力线路场景中现场环境的变化，本质上是环境介电常数的变化，针对模型中环境介电常数的变化，导致D-dot传感器的输出产生偏移，进一步导致测量的电压存在明显误差的问题，本实施例采用基于介电常数自适应D-dot传感器的电压测量方法，可以通过实时校正环境介电常数进行非接触电压测量，从而既可以保留D-dot传感器能测量高压的优势，也可以校正随天气而变化的介电常数，校正关系矩阵，达到了提升电压测量精度的目的，对提升D-dot传感器在10kV现场环境的适用性具有重要意义。
如图2所示，可以采用步骤1：构建三相10kV应用场景下的电场耦合数学模型，通过建立探头场强与场源电势耦合模型，以及建立电位移矢量与电场强度数学关系，可以确定有关距离的常系数矩阵的值，如位置系数和常量系数。
步骤102，获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系；
在具体实现中，可以利用三个部署于杆塔的D-dot传感器探头，将与电位移矢量变化率成正比的位移电流引入测量系统，然后可以通过积分电路计算出电位移矢量，并可以通过合适的运算放大器，将电位移矢量转换为可测得的输出电压信号，进而可以获得D-dot传感器输出电压与场源导体电位的数学关系，即传感器输出电压与场源导体电位的对应关系。
例如，如图2所示，可以采用步骤2：可以由位移电流求解出电位移矢量，进而可以通过运放转换为可观测信息，如D-dot传感器的输出电压信号。
步骤103，对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数；
作为一示例，第一频点可以为100Hz，第二频点可以为50Hz。
在实际应用中，可以利用傅里叶变换将积分电路端口的电压分解为基波50Hz与校正谐波源频率（以100Hz为例）两个频点的信号，进而可以在100Hz的频点上，利用校正谐波源与谐波响应信号的对应关系，计算得到校正后介电常数。
在一示例中，如图2所示，可以采用步骤3：可以分离50Hz与100Hz频点信息，进而可以由100Hz频点信息求解实时介电常数并进行校正，如当前天气状况下的介电常数。
步骤104，基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据。
在具体实现中，可以在工频50Hz的频点上，通过将校正的介电常数代入关系矩阵，并利用最小二乘法计算出各个场源导体的对地电位，进而可以利用对地电位与线路线电压的关系，得到电压测量数据，以实现测量10kV线路上线电压。
例如，如图2所示，可以采用步骤4：通过最小二乘方法求解得到对地电位，然后可以利用对应关系得到线电压值，即电压测量数据。
在一示例中，本实施例提供了在10kV电压等级下，不接地系统的非接触电压测量方法，针对用于三相电压测量的D-dot传感器缺乏有效的介电常数校准手段的问题，本实施例通过推导含多个场源导体时，各导体电位与空间中任意点场强的数学关系，并以此为据，利用D-dot传感器的输出数据与校正谐波源的电压数据来校正随天气变化的介电常数，可以通过校正导体电位与测量电压的比例系数进行非接触电压测量，从而能够在天气变化频繁的条件下，减小电压的测量误差。
在又一示例中，采用本实施例的技术方案，所具有的有益效果为：
1、本实施例从研究场源导体电位与空间某点场强分布的关系出发，找到了D-dot场传感器输出电压与多场源导体电位的关系方程，提供了校正不同天气情况下的介电常数的方法，实现了对其关系矩阵中元素的校正，实现了一种适应介电常数变化的非接触电压测量方法。
2. 本实施例方法是在同种介质应用环境下，分析了含多个带电导体在空间中某点场强分布的作用机理，建立了D-dot传感器输出电压与带电导体电位的关系，通过谐波源电压数据与D-dot传感器输出电压数据求得变化的介电常数，当大气环境变化时，可降低电压测量的误差，对提升D-dot场传感器在10kV现场环境的适用性具有重要意义。
上述基于校正介电常数的电压测量方法中，通过针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定电场耦合模型对应的模型参数，电场耦合模型包括位移电流与场源导体电位的对应关系，然后获取流入传感器测量回路的位移电流，基于位移电流和位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，进而对传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数，基于第二频点，根据校正后介电常数和传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据，能够降低电压测量误差，提升了电压测量精度。
在一个实施例中，电场耦合模型可以包括场源导体电位与空间电场的对应关系，模型参数可以包括位置系数，所述针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数，可以包括如下步骤：
建立所述场源导体电位与空间电场的对应关系；所述场源导体电位与空间电场的对应关系用于确定部署于杆塔的各传感器探头所处位置的电场强度；对所述场源导体电位与空间电场的对应关系进行仿真计算，确定所述位置系数。
在实际应用中，可以建立关于带电导体电位与空间电场的数学模型，即场源导体电位与空间电场的对应关系，如图3所示的介电常数自适应D-dot传感器测量原理图，可以将D-dot电压测量装置部署于10kV三相线路下，并将三个D-dot电压探头按正三角形的三个顶点部署于杆塔之上，可以依次标号为1、2、3，在正三角的重心位置可以部署校正谐波源，该谐波源的作用为实现介电常数的自适应矫正。
例如，D-dot传感器电压探头可以为球形探头（其未闭合，可以从未闭合处引出同轴导线，该导线可以将位移电流引入测量回路），该结构可以使得探头朝向场源的等效面为一个定值。由于影响场源对D-dot传感器探头的权重系数与多个因素有关，如探头结构、场源形状、探头距场源的距离、介电常数等，采用球形结构的探头将最大限度的减小探头结构的影响权重，从而可单独考虑其它影响因素对探头所接收到信号的作用。
在一示例中，10kV现场环境是一个含多导体且易受大气条件影响的场景，对于任意一个等位体，将格林函数应用于求解泊松方程，则在空间同一介电常数的情况下，空间中任意点电场强度与该场源等位体电势
有如下关系：
其中，k(r)仅与场点到源点的距离有关，
为场源作用于该点场强的单位方向向量。
由此可以得到部署于杆塔上的三个D-dot探头所处位置的场强，如下所示：
其中，
分别表示D-dot探头处由对应场源产生的电场强度的单位方向向量，
为三相电力线路对地电位，
为100Hz的校正谐波源对地电位，矩阵中
为常量系数仅与位置有关，故可以通过Ansys maxwell电磁仿真软件，产生多组场源导体电位数据及对应点的场强大小数据，进而可以确定矩阵中位置常量系数（即位置系数）。
例如，以计算
为例：可以搭建含有三相电力线以及校正谐波源的电磁场仿真模型，然后可以将B相、C相以及校正谐波源的对地电位设置为0，令
，进而可以测量D-dot传感器探头部署点的场强大小，得到上述矩阵的第一列元素的大小，即
同理可以计算得到其它列元素的大小。
本实施例中，通过建立场源导体电位与空间电场的对应关系，进而对场源导体电位与空间电场的对应关系进行仿真计算，确定位置系数，能够建立探头场强与场源电势耦合模型，为后续处理提供了数据支持。
在一个实施例中，模型参数可以包括常量系数，所述针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数，可以包括如下步骤：
建立所述位移电流与场源导体电位的对应关系；所述位移电流与场源导体电位的对应关系用于确定流入传感器测量回路的位移电流；对所述位移电流与场源导体电位的对应关系进行仿真计算，确定所述常量系数。
在具体实现中，可以建立关于D-dot传感器中位移电流与带电导体电位的数学模型，即位移电流与场源导体电位的对应关系，由于部署于10kV现场的D-dot传感器体积较小，可以认为单个场源导体在传感器探头安装处形成的电位移矢量D的大小和方向是恒定的，进而D-dot传感器可以通过求取空间电位移矢量D的变化率，从而达到间接求取空间场强E的目的，空间某点E与D关系为：
可得部署于10kV现场的D-dot传感器探头处的电位移矢量D的变化率为：
由位移电流（电位移矢量的通量变化率）的定义式：
可得D-dot传感器探头的位移电流为：
在一示例中，由于D-dot传感器探头为球形(非闭合)，半径为r，由场源而作用于空间某位置的场强在D-dot传感器探头表面的投影为一定值，即
其中，i=1,2,3；j=A,B,C,S。
故可得流入三个D-dot传感器测量回路的位移电流为：
式中，
其中，Wij为常量系数，可以通过Ansys maxwell电磁仿真软件产生多组场源导体电位数据及对应点的场强大小数据计算得到。
本实施例中，通过建立场源导体电位与空间电场的对应关系，进而对场源导体电位与空间电场的对应关系进行仿真计算，确定位置系数，能够建立电位移矢量与电场强度数学关系，为后续处理提供了数据支持。
在一个实施例中，所述获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，可以包括如下步骤：
获取流入传感器测量回路的位移电流，根据积分电路计算电位移矢量；通过预设的运算放大器，将所述电位移矢量转换为传感器输出电压信号；基于所述传感器输出电压信号，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系。
在实际应用中，可以建立D-dot传感器输出信号与场源导体电位与的数量关系，即传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，如图4所示，根据D-dot传感器前级测量回路，可以得到流入D-dot传感器测量回路的位移电流与运算放大器输出电压的关系为：
其中，G为放大增益，CS为反馈电容。
故可得D-dot传感器的输出信号与场源导体电位的关系为：
其中，
。
本实施例中，通过获取流入传感器测量回路的位移电流，根据积分电路计算电位移矢量，然后通过预设的运算放大器，将电位移矢量转换为传感器输出电压信号，进而基于传感器输出电压信号，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，能够由位移电流求解出电位移矢量，进而可以通过运放转换为可观测信息，为后续处理提供了数据支持。
在一个实施例中，所述对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数，可以包括如下步骤：
利用傅里叶变换对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点；所述第一频点为100Hz；在100Hz的频点上，利用校正谐波源与谐波响应信号的对应关系实时校正介电常数，得到所述校正后介电常数。
在一示例中，可以利用DFT算法对D-dot传感器的输出信号进行频谱分解，得到的50Hz频率分量为：
得到的100Hz频率分量为：
在又一示例中，可以利用D-dot传感器100Hz的频率分量以及校正谐波源实时校正10kV环境中变化的介电常数。
由
可得：
进而可以得到介电常数为：
本实施例中，通过利用傅里叶变换对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，进而在100Hz的频点上，利用校正谐波源与谐波响应信号的对应关系实时校正介电常数，得到校正后介电常数，能够对其关系矩阵中元素进行校正，实现了适应介电常数变化的非接触电压测量。
在一个实施例中，第二频点可以为50Hz，所述基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据，可以包括如下步骤：
在50Hz的频点上，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，计算得到各场源导体对应的对地电位；利用对地电位与线路线电压的对应关系，得到所述电压测量数据。
在实际应用中，可以将计算得到的介电常数代入关系矩阵，通过矩阵求逆实现三相电力线对地电位的求解，由图2中步骤1、2、3，可得
进而可得：
可以利用计算得到的对地电位求解线路线电压，由于10kV系统大多数是不接地或经过高阻抗接地的系统，线路对地电位不一定是线路相电压，由于中性点被抬统一高某电位，故线路对地电位之差可以表示线路的线电压，即：
在一示例中，针对用于三相电压测量的D-dot传感器缺乏有效的现场参数整定手段，进而导致电压测量精度下降的问题，本实施例从研究场源导体电位与空间某点场强分布的关系出发，找到了D-dot场传感器输出电压与多场源导体电位的关系方程，并以此为据，通过谐波源电压数据与D-dot传感器输出电压数据，求得此天气情况下的介电常数，当大气环境变化时，可以降低电压测量的误差，有助于提升D-dot场传感器在10kV现场环境的适用性。
本实施例中，通过在50Hz的频点上，根据校正后介电常数和传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，计算得到各场源导体对应的对地电位，进而利用对地电位与线路线电压的对应关系，得到电压测量数据，能够通过校正导体电位与测量电压的比例系数进行非接触电压测量，达到了在天气变化频繁的条件下减小电压的测量误差的效果。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的基于校正介电常数的电压测量方法的基于校正介电常数的电压测量装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个基于校正介电常数的电压测量装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于基于校正介电常数的电压测量方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种基于校正介电常数的电压测量装置，包括：
模型构建模块501，用于针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数；所述电场耦合模型包括位移电流与场源导体电位的对应关系；
对应关系建立模块502，用于获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系；
介电常数校正模块503，用于对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数；
电压测量数据得到模块504，用于基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据。
在一个实施例中，所述电场耦合模型包括场源导体电位与空间电场的对应关系，所述模型参数包括位置系数，所述模型构建模块501包括：
第一对应关系建立子模块，用于建立所述场源导体电位与空间电场的对应关系；所述场源导体电位与空间电场的对应关系用于确定部署于杆塔的各传感器探头所处位置的电场强度；
位置系数确定子模块，用于对所述场源导体电位与空间电场的对应关系进行仿真计算，确定所述位置系数。
在一个实施例中，所述模型参数包括常量系数，所述模型构建模块501包括：
第二对应关系建立子模块，用于建立所述位移电流与场源导体电位的对应关系；所述位移电流与场源导体电位的对应关系用于确定流入传感器测量回路的位移电流；
常量系数确定子模块，用于对所述位移电流与场源导体电位的对应关系进行仿真计算，确定所述常量系数。
在一个实施例中，所述对应关系建立模块502包括：
电位移矢量计算子模块，用于获取流入传感器测量回路的位移电流，根据积分电路计算电位移矢量；
电位移矢量转换子模块，用于通过预设的运算放大器，将所述电位移矢量转换为传感器输出电压信号；
第三对应关系建立子模块，用于基于所述传感器输出电压信号，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系。
在一个实施例中，所述介电常数校正模块503包括：
电压分解子模块，用于利用傅里叶变换对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点；所述第一频点为100Hz；
校正后介电常数得到子模块，用于在100Hz的频点上，利用校正谐波源与谐波响应信号的对应关系实时校正介电常数，得到所述校正后介电常数。
在一个实施例中，所述电压测量数据得到模块504包括：
对地电位得到子模块，用于在50Hz的频点上，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，计算得到各场源导体对应的对地电位；
电压数据计算子模块，用于利用对地电位与线路线电压的对应关系，得到所述电压测量数据。
上述基于校正介电常数的电压测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于校正介电常数的电压测量方法。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数；所述电场耦合模型包括位移电流与场源导体电位的对应关系；
获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系；
对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数；
基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现上述其他实施例中的基于校正介电常数的电压测量方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数；所述电场耦合模型包括位移电流与场源导体电位的对应关系；
获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系；
对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数；
基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现上述其他实施例中的基于校正介电常数的电压测量方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于校正介电常数的电压测量方法，其特征在于，所述方法包括：
针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数；所述电场耦合模型包括位移电流与场源导体电位的对应关系；
获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系；
对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数；
基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电场耦合模型包括场源导体电位与空间电场的对应关系，所述模型参数包括位置系数，所述针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数，包括：
建立所述场源导体电位与空间电场的对应关系；所述场源导体电位与空间电场的对应关系用于确定部署于杆塔的各传感器探头所处位置的电场强度；
对所述场源导体电位与空间电场的对应关系进行仿真计算，确定所述位置系数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述模型参数包括常量系数，所述针对三相电力线路场景，建立三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数，包括：
建立所述位移电流与场源导体电位的对应关系；所述位移电流与场源导体电位的对应关系用于确定流入传感器测量回路的位移电流；
对所述位移电流与场源导体电位的对应关系进行仿真计算，确定所述常量系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，包括：
获取流入传感器测量回路的位移电流，根据积分电路计算电位移矢量；
通过预设的运算放大器，将所述电位移矢量转换为传感器输出电压信号；
基于所述传感器输出电压信号，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数，包括：
利用傅里叶变换对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点；所述第一频点为100Hz；
在100Hz的频点上，利用校正谐波源与谐波响应信号的对应关系实时校正介电常数，得到所述校正后介电常数。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第二频点为50Hz，所述基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据，包括：
在50Hz的频点上，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，计算得到各场源导体对应的对地电位；
利用对地电位与线路线电压的对应关系，得到所述电压测量数据。
7.一种基于校正介电常数的电压测量装置，其特征在于，所述装置包括：
模型构建模块，用于针对三相电力线路场景，构建三相线路、校正谐波源与传感器的电场耦合模型，并确定所述电场耦合模型对应的模型参数；所述电场耦合模型包括位移电流与场源导体电位的对应关系；
对应关系建立模块，用于获取流入传感器测量回路的位移电流，基于所述位移电流和所述位移电流与场源导体电位的对应关系，建立传感器输出电压与场源导体电位的对应关系；
介电常数校正模块，用于对所述传感器输出电压进行频谱分解，得到第一频点和第二频点，并采用所述第一频点对介电常数进行校正，得到校正后介电常数；
电压测量数据得到模块，用于基于所述第二频点，根据所述校正后介电常数和所述传感器输出电压与场源导体电位的对应关系，确定各场源导体对应的对地电位，并采用所述各场源导体对应的对地电位得到电压测量数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电场耦合模型包括场源导体电位与空间电场的对应关系，所述模型参数包括位置系数，所述模型构建模块包括：
第一对应关系建立子模块，用于建立所述场源导体电位与空间电场的对应关系；所述场源导体电位与空间电场的对应关系用于确定部署于杆塔的各传感器探头所处位置的电场强度；
位置系数确定子模块，用于对所述场源导体电位与空间电场的对应关系进行仿真计算，确定所述位置系数。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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