CN114509604B - 一种gis壳体暂态地电位升波形频谱分析方法及系统 - Google Patents

一种gis壳体暂态地电位升波形频谱分析方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法及系统，方法包括：截取GIS壳体电压数字波形中的典型TEV波形，并将典型TEV波形转换为TEV二维数据矩阵；基于伪Wigner‑Ville分布方法对TEV二维数据矩阵进行时频分析，使得到时频矩阵；根据时频矩阵描绘TEV波形的时频谱灰度图，并从时频谱灰度图中提取频率点矩阵，其中频率点矩阵中包括至少一个TEV波形频率点；根据至少一个TEV波形频率点对应的频率，在时频矩阵中提取响应频率的某一时间序列，并对某一时间序列作图，使得出至少一个TEV波形频率点的频率点切片图。可实现TEV时频谱图分析和TEV单点频率随时间变化的特征分析。

Description

一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法及系统
技术领域
本发明属于数字信号处理技术领域，尤其涉及一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法及系统。
背景技术
气体绝缘金属全封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear，GIS)中隔离开关分合闸操作时，隔离开关的动触头和静触头之间会发生多次间隙击穿，每次击穿都会产生上升较短的陡波前电磁波，这些特快速电磁波会在GIS套管、GIS外壳法兰等波阻抗不连接处产生电磁泄漏，泄漏的特快速电磁波沿GIS外壳与大地之间传播，在GIS外壳与大地上产生特快速瞬态电压，该特快速瞬态电压称为GIS壳体暂态地电位升(transient enclosurevoltage，TEV)。TEV波形具有波前陡、幅值高、频带宽等特征，对GIS设备监控系统特别是电子式互感器等下放至现场的二次智能电子设备产生干扰，甚至可能危害运行人员安全。
从信号的角度看，GIS暂态地电位波形信号是一种无规律的非平稳信号，而传统的傅里叶变换是一种时间域到频率域的全局性频谱分析方法，无法表征TEV信号的局部时间特征，对于类似于TEV波形这类非平稳波形不再适用。
发明内容
本发明提供一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法及系统，用于解决无法表征TEV信号的局部时间特征的技术问题。
第一方面，本发明提供一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法，包括：截取GIS壳体电压数字波形中的典型TEV波形，并将所述典型TEV波形转换为TEV二维数据矩阵；基于伪Wigner-Ville分布方法对所述TEV二维数据矩阵进行时频分析，使得到时频矩阵；根据所述时频矩阵描绘TEV波形的时频谱灰度图，并从所述时频谱灰度图中提取频率点矩阵，其中所述频率点矩阵中包括至少一个TEV波形频率点；根据所述至少一个TEV波形频率点对应的频率，在所述时频矩阵中提取响应所述频率的某一时间序列，并对所述某一时间序列作图，使得出至少一个TEV波形频率点的频率点切片图。
第二方面，本发明提供一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析系统，包括：截取模块，配置为截取GIS壳体电压数字波形中的典型TEV波形，并将所述典型TEV波形转换为TEV二维数据矩阵；分析模块，配置为基于伪Wigner-Ville分布方法对所述TEV二维数据矩阵进行时频分析，使得到时频矩阵；提取模块，配置为根据所述时频矩阵描绘TEV波形的时频谱灰度图，并从所述时频谱灰度图中提取频率点矩阵，其中所述频率点矩阵中包括至少一个TEV波形频率点；作图模块，配置为根据所述至少一个TEV波形频率点对应的频率，在所述时频矩阵中提取响应所述频率的某一时间序列，并对所述某一时间序列作图，使得出至少一个TEV波形频率点的频率点切片图。
第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法的步骤。
本申请的GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法及系统，通过伪Wigner-Ville分布算法，将时间域中的TEV波形映射至时间—频率域中，实现TEV时频谱图分析，同时将TEV的时频图谱在不同的频率点进行切片，实现TEV单点频率随时间变化的特征分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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1为本发明一实施例提供的一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的某GIS现场测量的TEV波形图；
图3为本发明一实施例提供的GIS隔离开关单次击穿TEV波形图；
图4为本发明一实施例提供的22.92MHz频率点切片图；
图5为本发明一实施例提供的一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析系统的结构框图；
图6是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其示出了本申请的一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法的流程图。
如图1所示，GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法具体包括以下步骤：
步骤S101，截取GIS壳体电压数字波形中的典型TEV波形，并将所述典型TEV波形转换为TEV二维数据矩阵。
在本实施例中，在示波器软件中截取典型TEV波形，转换为TEV二维数据矩阵T。从GIS的TEV测量装置中导出GIS壳体电压数字波形，在示波器软件中截取典型TEV波形，转换为可被计算读取和操作的TEV二维数据矩阵T：
Figure 839510DEST_PATH_IMAGE001
，
式中，
Figure 610020DEST_PATH_IMAGE002
均为TEV波形的采样时间点，
Figure 767332DEST_PATH_IMAGE003
分别为
Figure 826555DEST_PATH_IMAGE002
时刻的TEV幅值。
步骤S102，基于伪Wigner-Ville分布方法对所述TEV二维数据矩阵进行时频分析，使得到时频矩阵。
在本实施例中，基于伪Wigner-Ville分布公式对所述TEV二维数据矩阵进行离散化处理，使得到离散化结果，其中所述伪Wigner-Ville分布公式的表达式为：
Figure 461936DEST_PATH_IMAGE004
,
式中，
Figure 270973DEST_PATH_IMAGE005
为时间差变量，
Figure 599186DEST_PATH_IMAGE006
为频率，
Figure 942443DEST_PATH_IMAGE007
为时间，
Figure 522460DEST_PATH_IMAGE008
为矩形窗，
Figure 329879DEST_PATH_IMAGE009
为矩形窗的 傅立叶变换，
Figure 953627DEST_PATH_IMAGE010
为共轭复数，
Figure 580918DEST_PATH_IMAGE011
为信号的伪Wigner-Ville分布定义式，
Figure 433467DEST_PATH_IMAGE012
为 信号的Wigner-Ville分布定义式，
Figure 298655DEST_PATH_IMAGE013
为信号函数， J为虚数单位，其中
Figure 968671DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 473470DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 254344DEST_PATH_IMAGE016
为解析信号，
Figure 974039DEST_PATH_IMAGE017
为解析信号的Hilbert变 换；
其中，
Figure 690322DEST_PATH_IMAGE018
；
然后利用如下公式对上述伪Wigner-Ville分布结果进行平滑处理，使得离散化结果更加接近实际值，
Figure 557784DEST_PATH_IMAGE019
，
式中，
Figure 266983DEST_PATH_IMAGE020
是频率轴方向的平滑窗函数，
Figure 637921DEST_PATH_IMAGE021
是时域方向的平滑窗函数，
Figure 853002DEST_PATH_IMAGE022
为自 然对数，
Figure 551968DEST_PATH_IMAGE023
为平滑伪Wigner-Ville分布定义式，
Figure 205803DEST_PATH_IMAGE024
为频率差变量，
Figure 558811DEST_PATH_IMAGE025
为主 函数；
获取时间、频率和幅值映射关系的n X n维的时频矩阵，其中，所述时频矩阵的表达式为：
Figure 944793DEST_PATH_IMAGE026
，
式中，M为一个n X n矩阵，n为M的维度，
Figure 521268DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 588581DEST_PATH_IMAGE028
均为序号，
Figure 668533DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 490995DEST_PATH_IMAGE027
个时间点、第
Figure 413821DEST_PATH_IMAGE028
个频 率点下的TEV波形伪Wigner-Ville分布时频幅值。
步骤S103，根据所述时频矩阵描绘TEV波形的时频谱灰度图，并从所述时频谱灰度图中提取频率点矩阵，其中所述频率点矩阵中包括至少一个TEV波形频率点。
在本实施例中，提取TEV的频率点，定位时频谱灰度图中亮度聚焦区域，每个亮度聚焦区域对应的频率点视为TEV的一个频率，如此，形成TEV波形的频率点矩阵F：
Figure 143879DEST_PATH_IMAGE030
，
式中，
Figure 219283DEST_PATH_IMAGE031
分别为TEV波形的频率点，
Figure 9384DEST_PATH_IMAGE032
为TEV波形的频率点的总个数；
需要说明的是，时频谱灰度图的行表示时间，时频谱灰度图的列表示频率，时频谱灰度图元素值用颜色亮度进行表示。
步骤S104，根据所述至少一个TEV波形频率点对应的频率，在所述时频矩阵中提取响应所述频率的某一时间序列，并对所述某一时间序列作图，使得出至少一个TEV波形频率点的频率点切片图。
在本实施例中，对步骤S103中的逐个TEV波形的频率点逐一作出相应的频率点切片图，根据频率点对应的频率，在时频矩阵M中提取响应频率的时间序列，对每个时间序列作图，可得出单点的频率点切片图，实现TEV波形的单点频率随时间变化特征分析。
综上，本申请的方法，通过伪Wigner-Ville分布算法，将时间域中的TEV波形映射至时间—频率域中，实现TEV时频谱图分析，同时将TEV的时频图谱在不同的频率点进行切片，实现TEV单点频率随时间变化的特征分析。
在一个具体实施例中，从GIS的TEV测量装置中导出GIS壳体电压TEV数字波形如图2所示，为某GIS现场2020年9月25日中隔离开关合闸过程中GIS壳体上测得的TEV波形，测量装置变比为1000，采样率为125MHz，图2中每个冲击代表一次击穿。将图2中第一次击穿的TEV波形在时间上轴上进行放大，如图3所示。将图3所示的TEV波形转换为可被计算读取和操作的TEV二维数据矩阵T，如表1所示。
表1 单次击穿TEV波形数据
时间/ns 幅值/kV 时间/ns 幅值/kV 时间/ns 幅值/kV 时间/ns 幅值/kV
0 0.07625 600 -0.32125 1200 -1.02625 1800 0.3625
8 0.05375 608 -1.25125 1208 -0.34375 1808 0.53625
16 -0.0425 616 -2.045 1216 0.39125 1816 -0.22625
24 -0.0525 624 0.05 1224 0.11875 1824 -0.80875
32 -0.0625 632 1.2475 1232 -0.7725 1832 -0.92875
40 -0.0175 640 1.61375 1240 -0.63875 1840 -0.53125
48 -0.00875 648 0.54375 1248 -0.1225 1848 -0.1975
56 0.06875 656 0.28375 1256 0.77625 1856 -0.605
64 0.06625 664 -0.99 1264 0.335 1864 -0.575
72 0.0375 672 -1.44875 1272 -0.00625 1872 -0.35625
80 -0.2975 680 -1.67375 1280 -0.27 1880 0.2675
88 -1.14 688 -2.06625 1288 0.68625 1888 0.0925
96 -3.89 696 -1.5375 1296 0.47875 1896 -0.0525
104 -4.78375 704 -0.5875 1304 -0.36125 1904 -0.195
112 1.225 712 0.89875 1312 -0.82375 1912 -0.04875
120 6.11 720 0.51875 1320 -0.52125 1920 -0.05125
128 3.77875 728 2.43875 1328 0.07625 1928 -0.0175
136 -3.07625 736 1.5025 1336 0.02625 1936 -0.28875
144 -3.2675 744 0.32 1344 -0.695 1944 0.04125
152 0.85875 752 -2.74875 1352 -0.6825 1952 0.14
160 1.85125 760 -2.56375 1360 0.11 1960 -0.0175
168 1.075 768 -0.01125 1368 0.59375 1968 -0.03
176 -3.8975 776 2.45125 1376 0.41125 1976 0.06
184 -5.04 784 1.97 1384 -0.39375 1984 0.4
192 0.05 792 -0.55375 1392 -0.18 1992 0.29
200 4.03875 800 0.845 1400 0.4325 2000 0.435
208 4.9875 808 2.115 1408 0.27875 2008 0.08875
216 3.37875 816 2.56125 1416 -0.52875 2016 0.48375
224 -0.9 824 -0.05125 1424 -0.9975 2024 0.515
232 -2.1075 832 -1.71 1432 -1.0175 2032 0.59125
240 -1.78875 840 -1.85375 1440 -0.3375 2040 -0.08
248 -0.7575 848 1.16375 1448 -0.685 2048 -0.0375
256 -2.555 856 2.92875 1456 -0.46875 2056 0.125
264 -3.8725 864 2.0375 1464 -0.43375 2064 0.36125
272 -1.26625 872 0.71375 1472 0.56125 2072 0.34875
280 1.13875 880 0.6775 1480 0.01875 2080 -0.2125
288 3.0675 888 1.795 1488 -0.0775 2088 0.17375
296 2.89125 896 0.72125 1496 -0.5 2096 0.21
304 0.49625 904 -1.12 1504 -0.4175 2104 0.7575
312 -3.9675 912 -2.44 1512 -0.49125 2112 0.23375
320 -3.33625 920 -1.5775 1520 -1.11375 2120 0.39125
328 -0.1575 928 0.09125 1528 -1.42375 2128 0.14625
336 2.7875 936 1.05625 1536 -1.15 2136 0.6225
344 0.79625 944 1.1475 1544 0.2675 2144 0.24125
352 -1.755 952 1.47125 1552 -0.10375 2152 0.10375
360 -1.3375 960 1.7825 1560 -0.1325 2160 -0.0125
368 1.91125 968 1.14875 1568 -0.7725 2168 -0.03625
376 3.93625 976 -0.2775 1576 0.16 2176 0.00875
384 0.425 984 -1.29375 1584 0.2025 2184 -0.2025
392 -3.87 992 -1.3675 1592 0.0525 2192 -0.0175
400 -4.08 1000 -1.35875 1600 -0.92125 2200 -0.04625
408 0.04 1008 -1.09125 1608 -0.82375 2208 0.58875
416 3.82 1016 -0.67 1616 -0.00875 2216 0.3475
424 2.28125 1024 0.19125 1624 0.355 2224 0.38625
432 -0.94625 1032 1.29125 1632 0.4475 2232 0.285
440 -0.76875 1040 1.19375 1640 -0.42375 2240 0.40125
448 1.77375 1048 0.5175 1648 -0.09125 2248 0.2675
456 1.63 1056 -0.445 1656 -0.11375 2256 0.02875
464 0.13625 1064 -0.07375 1664 0.55875 2264 -0.3375
472 -1.8 1072 0.0275 1672 -0.23 2272 -0.385
480 -1.4175 1080 -0.59625 1680 -0.2 2280 0.03625
488 -0.16875 1088 -1.325 1688 -0.15375 2288 0.08625
496 2.275 1096 -0.85125 1696 0.6025 2296 0.11875
504 2.61625 1104 0.57875 1704 0.765 2304 0.14375
512 1.09 1112 0.54625 1712 0.39125 2312 0.4675
520 1.21875 1120 -0.07875 1720 0.335 2320 0.52
528 0.03875 1128 -0.6875 1728 0.1075 2328 0.49625
536 -0.76125 1136 0.35875 1736 0.1075 2336 0.10875
544 -1.0575 1144 0.13625 1744 -0.50375 2344 -0.08375
552 0.85 1152 -0.1575 1752 -0.8525 2352 -0.05
560 1.63125 1160 -0.99125 1760 -0.5325 2360 0.0625
568 0.9875 1168 -0.415 1768 0.04125 2368 -0.11625
576 -0.545 1176 0.31625 1776 0.03125 2376 -0.0075
584 -0.96 1184 0.8975 1784 -0.205 2384 0.065
592 -0.75 1192 0.14 1792 0.00875 2392 0.34625
基于伪Wigner-Ville分布方法对表1中的TEV二维数据矩阵T进行计算处理，得到TEV波形时间、频率和幅值三者映射关系的时频矩阵M。
根据TEV的时频矩阵M描绘TEV波形的时频谱灰度图；
从时频谱灰度图中提取TEV的频率点，形成TEV波形11个频率点矩阵，此时该TEV波 形的频率点矩阵F为：
Figure 232555DEST_PATH_IMAGE033
。
对TEV频率点分别作出相应的频率点切片图，如22.92MHz的频率点而言，该单点的频率点切片图如图4所示，通过频率点曲线图可以进行频率随时间变化特征分析。
请参阅图5，其示出了本申请的一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析系统的结构框图。
如图5所示，GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析系统200，包括截取模块210、分析模块220、提取模块230以及作图模块240。
其中，截取模块210，配置为截取GIS壳体电压数字波形中的典型TEV波形，并将所述典型TEV波形转换为TEV二维数据矩阵；分析模块220，配置为基于伪Wigner-Ville分布方法对所述TEV二维数据矩阵进行时频分析，使得到时频矩阵；提取模块230，配置为根据所述时频矩阵描绘TEV波形的时频谱灰度图，并从所述时频谱灰度图中提取频率点矩阵，其中所述频率点矩阵中包括至少一个TEV波形频率点；作图模块240，配置为根据所述至少一个TEV波形频率点对应的频率，在所述时频矩阵中提取响应所述频率的某一时间序列，并对所述某一时间序列作图，使得出至少一个TEV波形频率点的频率点切片图。
应当理解，图5中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图5中的诸模块，在此不再赘述。
在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述任意方法实施例中的GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法；
作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
截取GIS壳体电压数字波形中的典型TEV波形，并将所述典型TEV波形转换为TEV二维数据矩阵；
基于伪Wigner-Ville分布方法对所述TEV二维数据矩阵进行时频分析，使得到时频矩阵；
根据所述时频矩阵描绘TEV波形的时频谱灰度图，并从所述时频谱灰度图中提取频率点矩阵，其中所述频率点矩阵中包括至少一个TEV波形频率点；
根据所述至少一个TEV波形频率点对应的频率，在所述时频矩阵中提取响应所述频率的某一时间序列，并对所述某一时间序列作图，使得出至少一个TEV波形频率点的频率点切片图。
计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析系统的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图6是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图6所示，该设备包括：一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式，上述电子设备应用于GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
截取GIS壳体电压数字波形中的典型TEV波形，并将所述典型TEV波形转换为TEV二维数据矩阵；
基于伪Wigner-Ville分布方法对所述TEV二维数据矩阵进行时频分析，使得到时频矩阵；
根据所述时频矩阵描绘TEV波形的时频谱灰度图，并从所述时频谱灰度图中提取频率点矩阵，其中所述频率点矩阵中包括至少一个TEV波形频率点；
根据所述至少一个TEV波形频率点对应的频率，在所述时频矩阵中提取响应所述频率的某一时间序列，并对所述某一时间序列作图，使得出至少一个TEV波形频率点的频率点切片图。
实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法，其特征在于，包括：
截取GIS壳体电压数字波形中的典型TEV波形，并将所述典型TEV波形转换为TEV二维数据矩阵，所述TEV二维数据矩阵的表达式为：
Figure FDA0003731527710000011
式中，t0、t1、t2…tn均为TEV波形的采样时间点，b0、b1、b2、…bn分别为t0、t1、t2…tn时刻的TEV幅值；
基于伪Wigner-Ville分布方法对所述TEV二维数据矩阵进行时频分析，得到时频矩阵，其中，得到时频矩阵具体为：基于伪Wigner-Ville分布公式对所述TEV二维数据矩阵进行离散化处理，使得到离散化结果，所述伪Wigner-Ville分布公式的表达式为：
Figure FDA0003731527710000012
式中，τ为时间差变量，f为频率，t为时间，h(τ)为矩形窗，H(f)为矩形窗的傅立叶变换，*为共轭复数，PWDz(t，f)为信号的伪Wigner-Ville分布定义式，Wz(t，f)为信号的Wigner-Ville分布定义式，z为信号函数，j为虚数单位，其中
Figure FDA0003731527710000013
Figure FDA0003731527710000014
s(t)为解析信号，H[s(t)]为解析信号的Hilbert变换；
对所述离散化结果进行平滑处理后，获取时间、频率和幅值映射关系的n×n维的时频矩阵，其中，所述时频矩阵的表达式为：
Figure FDA0003731527710000021
式中，M为一个n×n矩阵，n为M的维度，i、j均为序号，mij为第i个时间点、第j个频率点下的TEV波形伪Wigner-Ville分布时频幅值；
根据所述时频矩阵描绘TEV波形的时频谱灰度图，并从所述时频谱灰度图中提取频率点矩阵，其中，所述时频谱灰度图的行为时间，时频谱灰度图的列为频率，时频谱灰度图元素值用颜色亮度进行表示，所述频率点矩阵中包括至少一个TEV波形频率点，提取频率点矩阵具体为：提取TEV的频率点，定位时频谱灰度图中亮度聚焦区域，某一亮度聚焦区域对应的频率点为TEV的某一频率，使形成TEV波形的频率点矩阵F；
根据所述至少一个TEV波形频率点对应的频率，在所述时频矩阵中提取响应所述频率的某一时间序列，并对所述某一时间序列作图，使得出至少一个TEV波形频率点的频率点切片图。
2.根据权利要求1所述的一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析方法，其特征在于，对所述离散化结果进行平滑处理的表达式为：
Figure FDA0003731527710000022
式中，g(u)是频率轴方向的平滑窗函数，h(τ)是时域方向的平滑窗函数，e为自然对数，Wspwvd(t，f；g，h)为平滑伪Wigner-Ville分布定义式，u为频率差变量，x为主函数。
3.一种GIS壳体暂态地电位升波形频谱分析系统，其特征在于，包括：
截取模块，配置为截取GIS壳体电压数字波形中的典型TEV波形，并将所述典型TEV波形转换为TEV二维数据矩阵，所述TEV二维数据矩阵的表达式为：
Figure FDA0003731527710000031
式中，t0、t1、t2…tn均为TEV波形的采样时间点，b0、b1、b2、…bn分别为t0、t1、t2…tn时刻的TEV幅值；
分析模块，配置为基于伪Wigner-Ville分布方法对所述TEV二维数据矩阵进行时频分析，得到时频矩阵，其中，得到时频矩阵具体为：基于伪Wigner-Ville分布公式对所述TEV二维数据矩阵进行离散化处理，使得到离散化结果，所述伪Wigner-Ville分布公式的表达式为：
Figure FDA0003731527710000032
式中，τ为时间差变量，f为频率，t为时间，h(τ)为矩形窗，H(f)为矩形窗的傅立叶变换，*为共轭复数，PWDz(t，f)为信号的伪Wigner-Ville分布定义式，Wz(t，f)为信号的Wigner-Ville分布定义式，z为信号函数，j为虚数单位，其中
Figure FDA0003731527710000033
Figure FDA0003731527710000034
s(t)为解析信号，H[s(t)]为解析信号的Hilbert变换；
对所述离散化结果进行平滑处理后，获取时间、频率和幅值映射关系的n×n维的时频矩阵，其中，所述时频矩阵的表达式为：
Figure FDA0003731527710000035
式中，M为一个n×n矩阵，n为M的维度，i、j均为序号，mij为第i个时间点、第j个频率点下的TEV波形伪Wigner-Ville分布时频幅值；
提取模块，配置为根据所述时频矩阵描绘TEV波形的时频谱灰度图，并从所述时频谱灰度图中提取频率点矩阵，其中，所述时频谱灰度图的行为时间，时频谱灰度图的列为频率，时频谱灰度图元素值用颜色亮度进行表示，所述频率点矩阵中包括至少一个TEV波形频率点，提取频率点矩阵具体为：提取TEV的频率点，定位时频谱灰度图中亮度聚焦区域，某一亮度聚焦区域对应的频率点为TEV的某一频率，使形成TEV波形的频率点矩阵F；
作图模块，配置为根据所述至少一个TEV波形频率点对应的频率，在所述时频矩阵中提取响应所述频率的某一时间序列，并对所述某一时间序列作图，使得出至少一个TEV波形频率点的频率点切片图。
4.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至2任一项所述的方法。
5.一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，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至2任一项所述的方法。
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