CN114778924A - 三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114778924A
CN114778924A CN202210705620.XA CN202210705620A CN114778924A CN 114778924 A CN114778924 A CN 114778924A CN 202210705620 A CN202210705620 A CN 202210705620A CN 114778924 A CN114778924 A CN 114778924A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric field
phase
sequence
conductor
cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210705620.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114778924B (zh
Inventor
李红斌
陈庆
马超俊
焦洋
徐盈盈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN202210705620.XA priority Critical patent/CN114778924B/zh
Publication of CN114778924A publication Critical patent/CN114778924A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114778924B publication Critical patent/CN114778924B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/146Measuring arrangements for current not covered by other subgroups of G01R15/14, e.g. using current dividers, shunts, or measuring a voltage drop
    • G01R15/148Measuring arrangements for current not covered by other subgroups of G01R15/14, e.g. using current dividers, shunts, or measuring a voltage drop involving the measuring of a magnetic field or electric field

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

本发明提供一种三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质,方法包括:获取电缆表面的电场波形簇对应的第一幅值序列和第一相位序列;将个体的初始参数代入多参量‑空间电场耦合函数中,获取对应的第二幅值序列和第二相位序列;计算第一幅值序列、第一相位序列与第二幅值序列、第二相位序列的相关运算结果;并对个体的初始参数进行更新,直至相关运算结果满足预设条件时,将对应个体的电压参数作为三相电压测量值。本发明通过构建多参量‑空间耦合函数,结合电缆表面电场测量序列,对个体参数进行迭代更新,从而获得最优个体的电压值,并将其作为三相电压测量值,大大的提高了三相电压非接触式测量方法的可靠性和适应性。

Description

三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电力测量技术领域,更具体地,涉及一种三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
电力电缆是用于传输和分配电能的电缆,常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。电缆在电力线路中所占比重正逐渐增加,是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的产品。
在电力系统中,通常希望通过监测电力电缆的电压信号以进行电能质量的检测。一般地,直接测量电力电缆的电压需要进行一个或多个电缆的电连接,直接连接不仅操作困难,且实际检测人员有可能在电缆的电压测量中由于操作失误导致触电,这对技术人员的生命安全造成严重威胁。
因此,采用非接触方式测量三相电压成为了当前研究热点,对于三相电压的非接触测量:
现有技术存在一种基于先验知识库比对搜索的三相电压非接触测量方法,该方法通过比对实测曲线与先验知识库中的曲线最终计算得到三相估测电压。该方法过于依赖先验知识,当传感器与被测对象的相对位置改变时,可能导致先验知识库中没有与实测曲线相匹配的曲线,进而导致测量准确度下降。
同时,现有技术还存在一种基于三相导体邻近电场分布逆推计算三相电压的方法,该方法通过布置多个电场传感器,求解电场传感器与三相导体间的耦合系数矩阵实现三相电压测量。该方法要求电场传感器和被测量对象的相对位置精确固定,一旦传感器布置的位置出现偏差,则测量准确度会严重下降。
可见,现有技术均依赖于传感器与被测对象之间的精确定位,实际应用受限。因此,如何降低传感器与被测对象之间的位置偏差对求解精度的影响是亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题,提供一种三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质,用以解决降低传感器与被测对象之间的位置偏差对求解精度的影响的问题。
根据本发明的第一方面,提供了一种三相电压非接触测量方法,包括:
基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇,分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;
将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,所述初始参数中至少包括电压参数;
计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果;
基于所述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至所述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以作出如下改进。
可选的,通过如下方式构建多参量-空间电场耦合函数:
获取目标电缆的几何参数,所述几何参数至少包括:导体直径d、电缆内半径
Figure 840091DEST_PATH_IMAGE001
、导 体中心到电缆中心的距离
Figure 585193DEST_PATH_IMAGE002
和两相导体中心的距离D;
根据所述导体直径d和所述距离D,计算所述目标电缆的位置因子
Figure 490832DEST_PATH_IMAGE003
根据所述位置因子
Figure 508335DEST_PATH_IMAGE003
和所述导体直径d,计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组 成的模拟圆周的模拟半径
Figure 423202DEST_PATH_IMAGE004
根据所述模拟半径
Figure 239455DEST_PATH_IMAGE004
、所述电缆内半径
Figure 315995DEST_PATH_IMAGE001
和所述距离
Figure 24057DEST_PATH_IMAGE002
计算模拟线电荷距离电 缆中心的距离p、模拟线电荷距离镜像中心的距离a、模拟线电荷i的空间坐标Ci和模拟线电 荷i的镜像电荷p'的空间坐标Cp;
根据获取测量点的空间坐标Cy、所述距离a、所述距离p、所述空间坐标Ci和所述空间坐标Cp计算所述测量点的电位系数;
根据所述电位系数和导体表面电压计算模拟线电荷的电荷量;
根据所述电位系数和所述电荷量计算所述测量点的电位;
根据所述电位求导得到对应的电场构建多参量-空间电场耦合函数。
可选的,所述根据所述位置因子
Figure 493347DEST_PATH_IMAGE003
和所述导体直径d,计算所述目标电缆的多个模 拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径
Figure 416303DEST_PATH_IMAGE004
的步骤之前,包括:
设定所述目标电缆的每相导体采用预设数量无限长线电荷进行模拟;
设定所述预设数量无限长线电荷均匀分布在模拟圆周上,所述模拟圆周的圆心和所述目标电缆的单相导体的圆心重合。
可选的,所述根据所述导体直径d和所述距离D,计算所述目标电缆的位置因子
Figure 381854DEST_PATH_IMAGE003
为:
Figure 124682DEST_PATH_IMAGE005
;
其中,
Figure 597996DEST_PATH_IMAGE006
为电缆导体的直径,
Figure 172196DEST_PATH_IMAGE007
为两相导体中心的距离;
所述根据所述位置因子
Figure 839807DEST_PATH_IMAGE003
和所述导体直径d,计算所述目标电缆的多个模拟线电 荷组成的模拟圆周的模拟半径
Figure 335510DEST_PATH_IMAGE004
为:
Figure 349865DEST_PATH_IMAGE008
其中,
Figure 44151DEST_PATH_IMAGE003
为位置因子,
Figure 367817DEST_PATH_IMAGE006
为电缆导体的直径;
根据获取测量点的空间坐标Cy、所述距离a、所述距离p、所述空间坐标Ci和所述空间坐标Cp计算所述测量点的电位系数:
Figure 131242DEST_PATH_IMAGE009
其中,
Figure 198555DEST_PATH_IMAGE010
Figure 747348DEST_PATH_IMAGE011
为修订因子,其保证了电缆外壳的电位始终为0,
Figure 989717DEST_PATH_IMAGE012
为测量点j到模 拟线电荷i的距离,
Figure 991171DEST_PATH_IMAGE013
为测量点j到模拟线电荷i的镜像电荷
Figure 111443DEST_PATH_IMAGE014
的距离;
所述根据所述电位系数和导体表面电压计算模拟线电荷的电荷量为:
Figure 983584DEST_PATH_IMAGE015
其中,
Figure 399784DEST_PATH_IMAGE016
为电位系数矩阵,
Figure 888534DEST_PATH_IMAGE017
为模拟线电荷的总数,
Figure 828809DEST_PATH_IMAGE018
为单相导体 模拟线电荷数量,
Figure 273565DEST_PATH_IMAGE019
为导体表面电压;
所述根据所述电位系数和所述电荷量计算所述测量点的电位为:
Figure 906672DEST_PATH_IMAGE020
其中,
Figure 857221DEST_PATH_IMAGE021
为电位系数,
Figure 132344DEST_PATH_IMAGE022
为第i根模拟线电荷的电荷量,t为单位时间,
Figure 447919DEST_PATH_IMAGE023
为模拟 线电荷总数量。
所述根据所述电位求导得到对应的电场,构建多参量-空间电场耦合函数为:
Figure 970036DEST_PATH_IMAGE024
;
其中,
Figure 371062DEST_PATH_IMAGE025
为模拟线电荷的总数,
Figure 200608DEST_PATH_IMAGE026
为单相导体模拟线电荷数量,
Figure 105111DEST_PATH_IMAGE027
为模拟线电荷i在测量点j的沿
Figure 63708DEST_PATH_IMAGE028
轴上的作用力,
Figure 748767DEST_PATH_IMAGE029
为模拟线电荷i在测量点j的 沿
Figure 303377DEST_PATH_IMAGE030
轴上的作用力,
Figure 138084DEST_PATH_IMAGE031
为模拟线电荷i的大小,t为单位时间。
可选的,所述阵列式电场传感装置,包括多个电场传感器,所述多个电场传感器构成封闭回路,所述封闭回路的形状根据需求进行改变。
可选的,所述阵列式电场传感装置的电场传感器数量N为:
Figure 752736DEST_PATH_IMAGE032
;
其中,b为被测对象的供电相数量。
可选的,计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果,包括:
Figure 925092DEST_PATH_IMAGE033
其中,
Figure 1501DEST_PATH_IMAGE034
为第一幅值序列,
Figure 942912DEST_PATH_IMAGE035
为第一相位序列,
Figure 744777DEST_PATH_IMAGE036
为第二幅值序列、
Figure 607691DEST_PATH_IMAGE037
为第二相位序列,N为测量点总个数,n为测量点序号。
根据本发明的第二方面,提供一种三相电压非接触测量系统,包括:
电场传感装置,用于获取电缆表面测量点的电场波形簇;
电场分解模块,用于接收所述电场波形簇,分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;
理论计算模块,用于将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,所述初始参数中至少包括电压参数;
结果计算模块,用于计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果;
迭代输出模块,用于基于所述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至所述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
根据本发明的第三方面,提供了一种电子设备,包括存储器、处理器,所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现上述第一方面中任一三相电压非接触测量方法的步骤。
根据本发明的第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机管理类程序,所述计算机管理类程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一三相电压非接触测量方法的步骤。
本发明提供的一种三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质,通过基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇,分解上述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取上述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,上述初始参数中至少包括电压参数;计算上述第一幅值序列、上述第一相位序列与上述第二幅值序列、上述第二相位序列的相关运算结果;基于上述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至上述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的上述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。本发明通过将电缆表面测量点电场波形簇对应的第一幅值序列和第一相位序列,与个体对应的第二幅值序列和第二相位序列结合,通过智能搜索算法迭代获取最优个体的电压参数,从而将导体的电压与位置进行反演迭代求解,降低了位置偏差对求解精度的影响,大大的提高了三相电压非接触式测量方法的可靠性和适应性。
附图说明
图1为本发明提供的一种三相电压非接触测量方法流程图;
图2为本发明提供的模拟线电荷示意图;
图3为本发明提供的阵列式电场传感装置示意图;
图4为本发明提供的遗传算法流程示意图;
图5为本发明提供的一种三相电压非接触测量系统结构示意图;
图6为本发明提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图;
图7为本发明提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明提供的一种三相电压非接触测量方法流程图,如图1所示,方法包括:
步骤S100:基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇,分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;
需要说明的是,本实施例方法的执行主体可以是具有数据处理、网络通信及程序运行功能的计算机终端设备,例如:电脑、平板电脑等;也可以是具有相同相似功能的服务器设备,还可以是具有相似功能的云服务器,本实施例对此不做限制。为了便于理解,本实施例及下述各实施例将以电脑为例进行说明。
可以理解的是,上述阵列式电场传感装置是本发明实施例配套的测量设备,上述 阵列式电场传感装置为封闭回路,其形状可以依据实际需求而改变,只需要在实际需求变 化后调整对应的多参量-空间电场耦合函数的电场域边界。上述阵列式电场传感装置中的 电场传感器数量N可以依据实际需求进行改变,只需要满足以下条件:
Figure 18950DEST_PATH_IMAGE038
,其中b为 被测对象的供电相数量。
应理解的是,上述阵列式电场传感装置中的电场传感器均匀地分布在上述电缆外 的圆周上,并实时地采集表征测量点电场强度的模拟信号
Figure 18130DEST_PATH_IMAGE039
,并 将上述模拟信号传输至上述电脑中。上述电场波形簇即为上述采集到的模拟信号。
还可以理解的是,上述第一幅值序列和第一相位序列可以是通过快速傅里叶变换 分解上述电场波形簇中50Hz基波分量的幅值
Figure 722387DEST_PATH_IMAGE040
和相位
Figure 72597DEST_PATH_IMAGE041
,所有测量点的幅值和相位构 成幅值序列
Figure 287546DEST_PATH_IMAGE042
相位序列
Figure 203550DEST_PATH_IMAGE043
在具体实现中,阵列式电场传感装置将通过电缆表面测量点测量到的电场波形簇 发送至电脑端,电脑端通过使用快速傅里叶变换分解上述电场波形簇中50Hz基波分量的幅 值
Figure 347217DEST_PATH_IMAGE040
和相位
Figure 653565DEST_PATH_IMAGE041
,并将所有测量点的幅值和相位构成幅值序列
Figure 406626DEST_PATH_IMAGE042
相位序列
Figure 442715DEST_PATH_IMAGE043
步骤S200:将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,所述初始参数中至少包括电压参数;
需要说明的是,上述个体的初始参数代入上述预设的多参量-空间电场耦合函数 前需要进行参数初始化操作,上述个体的初始化参数操作包括设定
Figure 6552DEST_PATH_IMAGE044
,其中
Figure 547998DEST_PATH_IMAGE045
为待测电缆的第i相导体的电压幅值,
Figure 386641DEST_PATH_IMAGE046
为待测电缆的第i相导体的中心坐标。
可以理解的是,在上述待测电缆中各相电压初始值设定的初始范围为:A相初始电 压
Figure 277237DEST_PATH_IMAGE047
的范围设置为
Figure 464505DEST_PATH_IMAGE048
,其中
Figure 807761DEST_PATH_IMAGE049
为被测对象的额定电压值;B 相初始电压
Figure 138511DEST_PATH_IMAGE050
的范围为
Figure 883613DEST_PATH_IMAGE051
;C相初始 电压
Figure 772940DEST_PATH_IMAGE052
的范围为
Figure 603493DEST_PATH_IMAGE053
应理解的是,上述预设的多参量-空间电场耦合函数可以是依据电位叠加原理和电缆的几何参数构建的多参量-空间电场耦合函数。上述多参量-空间电场耦合函数用于根据导体的电压幅值以及导体的中心坐标计算对应的测量点的电位。
在具体实现中,首先对个体的参数进行初始化设置,然后将初始化后的个体的初始参数代入到预设的多参量-空间电场耦合函数中获取对应的电位,并利用离散傅里叶变换分解得到表征上述个体特征的第二幅值序列和第二相位序列。
步骤S300:计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果;
需要说明的是,上述相关运算结果是将上述第一幅值序列、上述第一相位序列与上述第二幅值序列、上述第二相位序列代入预设的计算公式中计算得到的结果,上述计算公式为:
Figure 987201DEST_PATH_IMAGE054
其中,
Figure 537875DEST_PATH_IMAGE055
为第一幅值序列,
Figure 411153DEST_PATH_IMAGE056
为第一相位序列,
Figure 915952DEST_PATH_IMAGE057
为第二幅值序列、
Figure 165668DEST_PATH_IMAGE058
为第二相位序列,N为测量点总个数,n为测量点序号。
步骤S400:基于所述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至所述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
需要说明的是,上述对个体的初始参数更新的步骤可以是使用智能搜索算法实现的,上述智能搜索算法可以是用户根据实际需求来选定的,包括但不限于:遗传算法、禁忌搜索算法、天牛须搜索算法和/或神经网络算法,本发明实施例以遗传算法为例进行说明。
可以理解的是,上述预设条件可以是上述运算结果满足上述运算结果小于一个给定的误差值,上述误差值通常取值为0.1%。
在具体实现中,首先根据测量计算得到的第一幅值序列、第一相位序列与个体的初始参数计算得到的第二幅值序列、第二相位序列的运算结果判断是否满足预设条件,在不满足预设条件时使用智能搜索算法对个体进行迭代更新,再重新计算得到更新后的运算结果,当运算结果满足预设条件时,将此时的个体设定为最优个体,并将最优个体的电压参数作为三相电压测量值输出。
可以理解的是,基于背景技术中的缺陷,本发明实施例提出了一种三相电压非接触测量方法。本方法通过基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇,分解上述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取上述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,上述初始参数中至少包括电压参数;计算上述第一幅值序列、上述第一相位序列与上述第二幅值序列、上述第二相位序列的相关运算结果;基于上述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至上述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的上述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。本发明通过将电缆表面测量点电场波形簇对应的第一幅值序列和第一相位序列,与个体对应的第二幅值序列和第二相位序列结合,通过智能搜索算法迭代获取最优个体的电压参数,从而将导体的电压与位置进行反演迭代求解,降低了位置偏差对求解精度的影响,大大的提高了三相电压非接触式测量方法的可靠性和适应性。
在一种可能的实施例方式中,可以通过如下方式构建多参量-空间电场耦合函数:
步骤S010:获取目标电缆的几何参数,所述几何参数至少包括:导体直径d、电缆内 半径
Figure 557466DEST_PATH_IMAGE059
、导体中心到电缆中心的距离
Figure 352378DEST_PATH_IMAGE060
和两相导体中心的距离D;
步骤S020:根据所述导体直径d和所述距离D,计算所述目标电缆的位置因子
Figure 360785DEST_PATH_IMAGE061
步骤S030:根据所述位置因子
Figure 335563DEST_PATH_IMAGE061
和所述导体直径d,计算所述目标电缆的多个模拟 线电荷组成的模拟圆周的模拟半径
Figure 909764DEST_PATH_IMAGE062
步骤S040:根据所述模拟半径
Figure 62528DEST_PATH_IMAGE062
、所述电缆内半径
Figure 306034DEST_PATH_IMAGE059
和所述距离
Figure 631973DEST_PATH_IMAGE060
计算模拟线 电荷距离电缆中心的距离p、模拟线电荷距离镜像中心的距离a、模拟线电荷i的空间坐标Ci 和模拟线电荷i的镜像电荷p'的空间坐标Cp;
步骤S050:根据获取测量点的空间坐标Cy、所述距离a、所述距离p、所述空间坐标Ci和所述空间坐标Cp计算所述测量点的电位系数;
步骤S060:根据所述电位系数和导体表面电压计算模拟线电荷的电荷量;
需要说明的是,上述导体可以是待测电缆中的导体,上述导体表面电压等于个体的参数中的电压。
步骤S070:根据所述电位系数和所述电荷量计算所述测量点的电位;
步骤S080:根据所述电位求导得到对应的电场构建多参量-空间电场耦合函数。
需要说明的是,上述构建多参量-空间电场耦合函数时,对应求解电场域边界构成的闭合回路必须始终保持接地,同时为了便于计算将上述目标电缆中的每相导体都视为无限长直导线,即内部的电位和电场分布沿空间坐标Z轴无变化。
参见图2,图2为本发明提供的模拟线电荷示意图,假设每相导线采用
Figure 247631DEST_PATH_IMAGE063
根无限长 线电荷进行模拟,模拟线电荷对称地均匀分布在半径为
Figure 899192DEST_PATH_IMAGE062
的圆周上,且此圆周的圆心与单 相导线的圆心重合。
Figure 351034DEST_PATH_IMAGE062
的大小可以通过以下公式计算得到:
Figure 231396DEST_PATH_IMAGE064
; (1)
其中,
Figure 717872DEST_PATH_IMAGE061
为位置因子,
Figure 274755DEST_PATH_IMAGE065
为电缆导体的直径,
Figure 728739DEST_PATH_IMAGE061
的取值由实际电缆结构决定并满足
Figure 816388DEST_PATH_IMAGE066
Figure 688529DEST_PATH_IMAGE067
为两相导体中心的距离。
依据叠加原理,空间任意点j的电位
Figure 150734DEST_PATH_IMAGE068
可以由以下公式计算得到:
Figure 92014DEST_PATH_IMAGE069
; (2)
其中,
Figure 501130DEST_PATH_IMAGE021
为电位系数,
Figure 509668DEST_PATH_IMAGE022
为第i根模拟线电荷的电荷量,
Figure 611616DEST_PATH_IMAGE070
为模拟线电荷总数量, t为单位时间,
Figure 587663DEST_PATH_IMAGE021
的计算公式如下所示:
Figure 49737DEST_PATH_IMAGE071
; (3)
其中,
Figure 365312DEST_PATH_IMAGE010
Figure 385964DEST_PATH_IMAGE011
为修订因子,其保证了电缆外壳的电位始终为0,
Figure 849306DEST_PATH_IMAGE012
为测量点j到模 拟线电荷i的距离在图2表示为
Figure 396962DEST_PATH_IMAGE072
Figure 81891DEST_PATH_IMAGE073
测量点j到模拟线电荷i的镜像电荷p'的距离在图2 表示为
Figure 10795DEST_PATH_IMAGE074
Figure 633537DEST_PATH_IMAGE010
Figure 250463DEST_PATH_IMAGE011
的大小可以由以下公式计算得到:
Figure 524318DEST_PATH_IMAGE075
; (4)
其中,
Figure 201287DEST_PATH_IMAGE076
为电缆的外半径,
Figure 108064DEST_PATH_IMAGE077
为模拟线电荷距离电缆中心的距离,
Figure 237604DEST_PATH_IMAGE078
为模拟线电 荷距离镜像中心的距离,其值可以由以下公式计算得到:
Figure 647857DEST_PATH_IMAGE079
; (5)
其中,
Figure 479415DEST_PATH_IMAGE076
为电缆的外半径,
Figure 76750DEST_PATH_IMAGE077
为模拟线电荷距离电缆中心的距离,设电缆中心为 原点,
Figure 989473DEST_PATH_IMAGE080
为模拟线电荷i到电缆中心的
Figure 785391DEST_PATH_IMAGE081
轴距离,
Figure 741846DEST_PATH_IMAGE082
为模拟线电荷i到电缆中心的
Figure 138061DEST_PATH_IMAGE083
轴距 离。
Figure 838164DEST_PATH_IMAGE012
Figure 754167DEST_PATH_IMAGE073
的计算公式如下所示:
Figure 629326DEST_PATH_IMAGE084
; (6)
其中,
Figure 201253DEST_PATH_IMAGE085
为电缆的外半径,
Figure 751051DEST_PATH_IMAGE077
为模拟线电荷距离电缆中心的距离,设电缆中心为 原点,
Figure 724824DEST_PATH_IMAGE080
为模拟线电荷i到电缆中心的
Figure 819819DEST_PATH_IMAGE081
轴距离,
Figure 895353DEST_PATH_IMAGE082
为模拟线电荷i到电缆中心的
Figure 202838DEST_PATH_IMAGE083
轴距 离,
Figure 14805DEST_PATH_IMAGE086
为镜像电荷p'到电缆中心的
Figure 546280DEST_PATH_IMAGE081
轴距离,
Figure 575023DEST_PATH_IMAGE087
为镜像电荷p'到电缆中心的
Figure 482936DEST_PATH_IMAGE083
轴距离。
由式(6)可以推出,电场公式如下所示:
Figure 431300DEST_PATH_IMAGE088
; (7)
其中,
Figure 320628DEST_PATH_IMAGE089
为模拟线电荷的总数,
Figure 151181DEST_PATH_IMAGE090
为模拟线电荷i在测量点j的沿
Figure 285621DEST_PATH_IMAGE081
轴上的作用力,
Figure 885230DEST_PATH_IMAGE091
为模拟线电荷i在测量点j的沿
Figure 961770DEST_PATH_IMAGE083
轴上的作用力,
Figure 466569DEST_PATH_IMAGE092
为模拟线电荷 i的大小,t为单位时间。
Figure 450706DEST_PATH_IMAGE090
Figure 855886DEST_PATH_IMAGE091
的计算公式为:
Figure 103328DEST_PATH_IMAGE093
; (8)
由于模拟线电荷的值应使得各相导体表面的计算电位相等且等于其已知电压,则 可以在各相导体表面对应地选取
Figure 908473DEST_PATH_IMAGE094
个点,使其电位满足以下公式:
Figure 679989DEST_PATH_IMAGE095
; (9)
其中,
Figure 191873DEST_PATH_IMAGE096
为电位系数矩阵,
Figure 360948DEST_PATH_IMAGE097
为模拟线电荷的大小,
Figure 591072DEST_PATH_IMAGE098
为导体表面电压,
Figure 182590DEST_PATH_IMAGE099
为模拟线电荷的总数,
Figure 798248DEST_PATH_IMAGE100
为单相导体模拟线电荷数量,依据式(9)即可计 算出模拟线电荷的大小,从而很容易计算三芯电缆内部任意点j的电场
Figure 184230DEST_PATH_IMAGE101
在一种可能的实施例方式中,所述根据所述位置因子
Figure 649453DEST_PATH_IMAGE003
和所述导体直径d,计算所 述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径
Figure 779083DEST_PATH_IMAGE102
的步骤之前,包括:
步骤S031:设定所述目标电缆的每相导体采用预设数量无限长线电荷进行模拟;
需要说明的是,上述预设数量无限长线电荷可以系统初始化时系统设定的,也可以是由用户根据实际计算需求手动设定的,本实施例对此不作限制。上述预设数量一般设定为10~100之间的合理值。
步骤S032:设定所述预设数量无限长线电荷均匀分布在模拟圆周上,所述模拟圆周的圆心和所述目标电缆的单相导体的圆心重合;
本发明实施例通过设定合理数量的无限长线电荷进行模拟目标电缆的每相导体,以及设定上述线电荷均匀分布在模拟圆周上,从而简化了计算条件,进而使得可以准确计算出上述模拟圆周的模拟半径,为后续计算过程提供了有效可靠的依据。
在一种可能的实施例方式中,所述根据所述位置因子和所述导体直径,计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径为:
Figure 999980DEST_PATH_IMAGE103
其中,
Figure 71710DEST_PATH_IMAGE003
为位置因子,
Figure 10848DEST_PATH_IMAGE006
为电缆导体的直径,
Figure 944169DEST_PATH_IMAGE003
的取值由实际电缆结构决定并满 足
Figure 35884DEST_PATH_IMAGE104
Figure 966931DEST_PATH_IMAGE105
为两相导体中心的距离。
本发明实施例通过根据导体的几何参数计算位置因子,从而使得多参量-空间电场耦合函数构建时加入位置因子的计算,进而实现了导体电压和位置同步求解,降低了位置偏差对求解精度的影响,大大的提高了最优个体求解的可靠性和适应性。
在一种可能的实施例方式中,所述阵列式电场传感装置,包括多个电场传感器,所述多个电场传感器构成封闭回路。
参见图3,图3为本发明提供的阵列式电场传感装置示意图,本实施例中上述阵列式电场传感装置是由多个电场传感器组成的封闭回路,其形状可以依据实际的使用需求而改变,改变电场传感装置的形状后,需要对应的调整上述多参量-空间电场耦合函数求解的电场域边界。
本发明实施例通过使用可以进行形状调整的电场传感装置获取电缆表面测点的电场波形簇,从而使得电场传感装置可以适应各种形状的电缆,并且只需要调整对应的多参量-空间电场耦合函数求解的电场域边界,从而在保证测量以及计算准确度的情况下简化了测量步骤,大大提高了工作效率。
在一种可能的实施例方式中,所述阵列式电场传感装置的电场传感器数量N为:
Figure 704948DEST_PATH_IMAGE106
;
其中,b为被测对象的供电相数量。
需要说明的是,上述阵列式电场传感装置的电场传感器数量可以根据实际的应用需求改变,只需要满足上述条件即可。
本发明实施例通过提供阵列式电场传感装置的电场传感器数量必备条件,使得电场传感器数量可以根据应用需求而改变,从而用户可以根据自身测量的实际需求(成本/精度)来选定合适的电场传感器配比,进而合理的降低了阵列式传感装置的使用成本。
在一种可能的实施例方式中,所述确定最优个体的电压参数作为三相电压测量值输出的条件为:
Figure 114064DEST_PATH_IMAGE107
; (10)
其中,
Figure 106291DEST_PATH_IMAGE034
为第一幅值序列,
Figure 221621DEST_PATH_IMAGE035
为第一相位序列,
Figure 932088DEST_PATH_IMAGE036
为第二幅值序列、
Figure 394162DEST_PATH_IMAGE037
为第二相位序列,
Figure 772054DEST_PATH_IMAGE108
为迭代次数,
Figure 779324DEST_PATH_IMAGE109
为给定误差值,取值为0.1%。
在一种可能的实施例方式中,为了进一步详细介绍本实施例方法,本实施例中目 标电缆的几何参数按照10kV电缆尺寸设置,其中:
Figure 993399DEST_PATH_IMAGE110
,其中
Figure 9897DEST_PATH_IMAGE111
为导体 直径,
Figure 429245DEST_PATH_IMAGE112
为电缆内半径,
Figure 669734DEST_PATH_IMAGE113
为导体中心到电缆中心的距离,
Figure 558055DEST_PATH_IMAGE114
为两相导体中心的距离。
依据式(1)可算出,位置因子
Figure 922784DEST_PATH_IMAGE003
Figure 212951DEST_PATH_IMAGE115
Figure 76871DEST_PATH_IMAGE116
,则
Figure 249226DEST_PATH_IMAGE117
,每相导体采用
Figure 341947DEST_PATH_IMAGE118
根线电荷 模拟。
在本实施例中,目标电缆的ABC三相电压幅值分为设置为
Figure 299670DEST_PATH_IMAGE119
,三相导体中心位置分别设置为
Figure 819644DEST_PATH_IMAGE120
,单位为毫米。电场传感装置由16个独立 的电场传感器构成,且16个电场传感器均匀地分布在三相导体外圆周上,实时地采集表征 测量点电场强度的模拟信号
Figure 479296DEST_PATH_IMAGE121
,并将所述模拟信号传输至计 算模块。利用离散傅里叶变换分解得到
Figure 624975DEST_PATH_IMAGE122
的50Hz基波分量的幅值
Figure 686472DEST_PATH_IMAGE123
和相位
Figure 390730DEST_PATH_IMAGE124
,所有 测量点的幅值和相位构成幅值序列
Figure 537677DEST_PATH_IMAGE034
相位序列
Figure 237780DEST_PATH_IMAGE035
,得到实测幅值序列如下:
Figure 340734DEST_PATH_IMAGE125
在本实施例中,个体J的初始参数设定为:
Figure 530407DEST_PATH_IMAGE126
将其带入所述多参量-空间电场耦合函数中,利用离散傅里叶变换分解得到表征 初始个体
Figure 853066DEST_PATH_IMAGE127
特征的幅值序列
Figure 356860DEST_PATH_IMAGE128
和相位序列
Figure 579899DEST_PATH_IMAGE129
为:
Figure 940474DEST_PATH_IMAGE130
根据公式(10)可以算出本实施例中初始个体的幅值序列
Figure 999697DEST_PATH_IMAGE128
和相位序列
Figure 609580DEST_PATH_IMAGE129
与实测的幅值序列
Figure 437859DEST_PATH_IMAGE034
Figure 969334DEST_PATH_IMAGE128
的相关运算结果为:
Figure 765121DEST_PATH_IMAGE131
可见初始个体的参数并非最优,本实施例中采用遗传算法来确定三相电压参数的最优解,其中种群数量为100,个体编码长度为15,种群交叉概率设置为0.5,变异概率设置为0.1,迭代次数设置为10000,参见图4,图4为本发明提供的遗传算法流程示意图,将上述参数输入到遗传算法模型后,遗传算法模型首先进行变量初始化,进而生成GA初代种群,再判断是否达到迭代次数或收敛精度,在未达到迭代次数或收敛精度时,计算种群的适应度,并通过选择、交叉、变异生成新的子代种群,并继续判断新的子代种群是否达到迭代次数或收敛精度,在达到迭代次数或收敛精度时结束计算,并输出最终结果,最终求解结果如下表所示:
表1 三相电压测量结果
Figure 610717DEST_PATH_IMAGE132
本发明实施例中,通过将三相导体位置设为位置参数进行同步求解,即建立包含三相导体电压、位置等关键参数的多电场耦合函数,结合阵列式电场传感装置的实测电场信息,利用遗传算法,对三相导体的电压及位置进行反演迭代求解,从而使得传感器与被测对象的相对位置发生改变后,测量结果仍具有高可靠性和高准确度,并且解决了现有测量方法必须破坏电缆结果、测量步骤繁琐和准确度低的问题。
图5为本发明实施例提供的一种三相电压非接触测量系统结构图示意图,如图5所示,一种三相电压非接触测量系统,包括电场传感装置100、电场分解模块200、理论计算模块300、结果计算模块400和迭代输出模块500,其中:
电场传感装置100,用于获取电缆表面测量点的电场波形簇;电场分解模块200,用于接收所述电场波形簇,分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;理论计算模块300,用于将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,所述初始参数中至少包括电压参数;结果计算模块400,用于计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果;迭代输出模块500,用于基于所述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至所述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
可以理解的是,本发明提供的一种三相电压非接触测量系统与前述各实施例提供的三相电压非接触测量方法相对应,三相电压非接触测量系统的相关技术特征可参考三相电压非接触测量方法的相关技术特征,在此不再赘述。
请参阅图6,图6为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图。如图6所示,本发明实施例提供了一种电子设备,包括存储器1310、处理器1320及存储在存储器1310上并可在处理器1320上运行的计算机程序1311,处理器1320执行计算机程序1311时实现以下步骤:
基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇,分解上述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取上述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,上述初始参数中至少包括电压参数;计算上述第一幅值序列、上述第一相位序列与上述第二幅值序列、上述第二相位序列的相关运算结果;基于上述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至上述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的上述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
请参阅图7,图7为本发明提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。如图7所示,本实施例提供了一种计算机可读存储介质1400,其上存储有计算机程序1411,该计算机程序1411被处理器执行时实现如下步骤:
基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇,分解上述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取上述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,上述初始参数中至少包括电压参数;计算上述第一幅值序列、上述第一相位序列与上述第二幅值序列、上述第二相位序列的相关运算结果;基于上述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至上述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的上述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
本发明提供的一种三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质,通过基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇,分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,所述初始参数中至少包括电压参数;计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果;基于所述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至所述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。本发明通过将电缆表面测量点电场波形簇对应的第一幅值序列和第一相位序列,与个体对应的第二幅值序列和第二相位序列结合,通过智能搜索算法迭代获取最优个体的电压参数,从而将导体的电压与位置进行反演迭代求解,降低了位置偏差对求解精度的影响,大大的提高了三相电压非接触式测量方法的可靠性和适应性。
需要说明的是,在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种三相电压非接触测量方法,其特征在于,所述方法包括:
基于阵列式电场传感装置获取电缆表面多个测量点的电场波形簇,分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;
将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,所述初始参数中至少包括电压参数;
计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果;
基于所述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至所述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
2.根据权利要求1所述的三相电压非接触测量方法,其特征在于,通过如下方式构建多参量-空间电场耦合函数:
获取目标电缆的几何参数,所述几何参数至少包括:导体直径d、电缆内半径
Figure 725291DEST_PATH_IMAGE001
、导体中 心到电缆中心的距离
Figure 590479DEST_PATH_IMAGE002
和两相导体中心的距离
Figure 650708DEST_PATH_IMAGE003
根据所述导体直径d和所述距离
Figure 171819DEST_PATH_IMAGE003
,计算所述目标电缆的位置因子
Figure 903759DEST_PATH_IMAGE004
根据所述位置因子
Figure 561136DEST_PATH_IMAGE004
和所述导体直径d,计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模 拟圆周的模拟半径
Figure 57845DEST_PATH_IMAGE005
根据所述模拟半径
Figure 66253DEST_PATH_IMAGE005
、所述电缆内半径
Figure 854080DEST_PATH_IMAGE001
和所述距离
Figure 382276DEST_PATH_IMAGE002
计算模拟线电荷距离电缆 中心的距离p、模拟线电荷距离镜像中心的距离a、模拟线电荷i的空间坐标
Figure 535039DEST_PATH_IMAGE006
和模拟线电 荷i的镜像电荷
Figure 545590DEST_PATH_IMAGE007
的空间坐标
Figure 137108DEST_PATH_IMAGE008
根据获取测量点的空间坐标
Figure 769077DEST_PATH_IMAGE009
、所述距离a、所述距离p、所述空间坐标
Figure 332824DEST_PATH_IMAGE006
和所述空间 坐标
Figure 112562DEST_PATH_IMAGE008
计算所述测量点的电位系数;
根据所述电位系数和导体表面电压计算模拟线电荷的电荷量;
根据所述电位系数和所述电荷量计算所述测量点的电位;
根据所述电位求导得到对应的电场构建多参量-空间电场耦合函数。
3.根据权利要求2所述的三相电压非接触测量方法,其特征在于,所述根据所述位置因 子
Figure 897984DEST_PATH_IMAGE004
和所述导体直径d,计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组成的模拟圆周的模拟半径
Figure 135192DEST_PATH_IMAGE005
的步骤之前,包括:
设定所述目标电缆的每相导体采用预设数量无限长线电荷进行模拟;
设定所述预设数量无限长线电荷均匀分布在模拟圆周上,所述模拟圆周的圆心和所述目标电缆的单相导体的圆心重合。
4.根据权利要求3所述的三相电压非接触测量方法,其特征在于,所述根据所述导体直 径d和所述距离D,计算所述目标电缆的位置因子
Figure 957655DEST_PATH_IMAGE010
为:
Figure 162371DEST_PATH_IMAGE011
其中,
Figure 17064DEST_PATH_IMAGE012
为电缆导体的直径,
Figure 154784DEST_PATH_IMAGE013
为两相导体中心的距离;
所述根据所述位置因子
Figure 148148DEST_PATH_IMAGE010
和所述导体直径d,计算所述目标电缆的多个模拟线电荷组 成的模拟圆周的模拟半径
Figure 322384DEST_PATH_IMAGE014
为:
Figure 262658DEST_PATH_IMAGE015
其中,
Figure 707415DEST_PATH_IMAGE010
为位置因子,
Figure 809363DEST_PATH_IMAGE012
为电缆导体的直径;
根据获取测量点的空间坐标
Figure 536141DEST_PATH_IMAGE009
、所述距离a、所述距离p、所述空间坐标
Figure 14527DEST_PATH_IMAGE006
和所述空间 坐标
Figure 579370DEST_PATH_IMAGE008
计算所述测量点的电位系数:
Figure 852219DEST_PATH_IMAGE016
其中,
Figure 49982DEST_PATH_IMAGE017
Figure 814283DEST_PATH_IMAGE018
为修订因子,其保证了电缆外壳的电位始终为0,
Figure 46681DEST_PATH_IMAGE019
为测量点j到模拟线 电荷i的距离,
Figure 739699DEST_PATH_IMAGE020
为测量点j到模拟线电荷i的镜像电荷
Figure 893600DEST_PATH_IMAGE021
的距离;
所述根据所述电位系数和导体表面电压计算模拟线电荷的电荷量为:
Figure 198942DEST_PATH_IMAGE022
其中,
Figure 285846DEST_PATH_IMAGE023
为电位系数矩阵,
Figure 900499DEST_PATH_IMAGE024
为模拟线电荷的总数,
Figure 259805DEST_PATH_IMAGE025
为单相导体模 拟线电荷数量,
Figure 365907DEST_PATH_IMAGE026
为导体表面电压;
所述根据所述电位系数和所述电荷量计算所述测量点的电位为:
Figure 245002DEST_PATH_IMAGE027
其中,
Figure 545402DEST_PATH_IMAGE028
为电位系数,
Figure 408316DEST_PATH_IMAGE029
为第i根模拟线电荷的电荷量,
Figure 367044DEST_PATH_IMAGE030
为单位时间,
Figure 116957DEST_PATH_IMAGE031
为模拟线电 荷总数量;
所述根据所述电位求导得到对应的电场,构建多参量-空间电场耦合函数为:
Figure 338991DEST_PATH_IMAGE032
;
其中,
Figure 469627DEST_PATH_IMAGE024
为模拟线电荷的总数,
Figure 169729DEST_PATH_IMAGE033
为单相导体模拟线电荷数量,
Figure 85733DEST_PATH_IMAGE034
为模拟线电荷i在测量点j的沿
Figure 960892DEST_PATH_IMAGE035
轴上的作用力,
Figure 798398DEST_PATH_IMAGE036
为模拟线电荷i在测量点j的沿
Figure 551459DEST_PATH_IMAGE037
轴 上的作用力,
Figure 525231DEST_PATH_IMAGE038
为模拟线电荷i的大小,t为单位时间。
5.根据权利要求1所述的三相电压非接触测量方法,其特征在于,所述阵列式电场传感装置,包括多个电场传感器,所述多个电场传感器构成封闭回路,所述封闭回路的形状根据需求进行改变。
6.根据权利要求5所述的三相电压非接触测量方法,其特征在于,所述阵列式电场传感装置的电场传感器数量N为:
Figure 636538DEST_PATH_IMAGE039
;
其中,b为被测对象的供电相数量。
7.根据权利要求1所述的三相电压非接触测量方法,其特征在于,计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果,包括:
Figure 430181DEST_PATH_IMAGE040
其中,
Figure 534404DEST_PATH_IMAGE041
为第一幅值序列,
Figure 611950DEST_PATH_IMAGE042
为第一相位序列,
Figure 143425DEST_PATH_IMAGE043
为第二幅值序列、
Figure 437747DEST_PATH_IMAGE044
为第二相位序列,N为测量点总个数,n为测量点序号。
8.一种三相电压非接触测量系统,其特征在于,包括:
电场传感装置,用于获取电缆表面测量点的电场波形簇;
电场分解模块,用于接收所述电场波形簇,分解所述电场波形簇获取对应的第一幅值序列和第一相位序列;
理论计算模块,用于将个体的初始参数代入预设的多参量-空间电场耦合函数中,获取所述个体对应的第二幅值序列和第二相位序列,所述初始参数中至少包括电压参数;
结果计算模块,用于计算所述第一幅值序列、所述第一相位序列与所述第二幅值序列、所述第二相位序列的相关运算结果;
迭代输出模块,用于基于所述相关运算结果,对个体的初始参数进行更新,直至所述相关运算结果满足预设条件,将满足预设条件的所述相关运算结果对应的个体设定为最优个体,并将最优个体对应的电压参数作为三相电压测量值。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器,所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现如权利要求1-7任一项所述的三相电压非接触测量方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机管理类程序,所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的三相电压非接触测量方法的步骤。
CN202210705620.XA 2022-06-21 2022-06-21 三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质 Active CN114778924B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210705620.XA CN114778924B (zh) 2022-06-21 2022-06-21 三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210705620.XA CN114778924B (zh) 2022-06-21 2022-06-21 三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114778924A true CN114778924A (zh) 2022-07-22
CN114778924B CN114778924B (zh) 2022-09-20

Family

ID=82420966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210705620.XA Active CN114778924B (zh) 2022-06-21 2022-06-21 三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114778924B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115166339A (zh) * 2022-09-08 2022-10-11 华中科技大学 一种基于场域分解-协同搜索的三相电压非接触测量方法
CN118033216A (zh) * 2024-02-29 2024-05-14 华中科技大学 三相电缆电压非接触测量方法、系统、设备和存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139434A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Tokyo Electric Power Co Inc:The 高圧コンデンサ電流推定方法及びその装置
CN101852823A (zh) * 2010-02-08 2010-10-06 广东电网公司电力科学研究院 无接触式电压测量装置及无接触式电压测量方法
CN103760402A (zh) * 2014-01-22 2014-04-30 重庆大学 基于D_dot原理的三相电压互感器及三相影响电压补偿方法
JP2018164363A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 中国電力株式会社 電圧予測方法、負荷配分決定方法及び電圧予測システム
CN109918813A (zh) * 2019-03-14 2019-06-21 国网上海市电力公司 一种基于高压输电线路周围的工频电场获取方法
EP3772653A1 (en) * 2019-08-08 2021-02-10 ABB Schweiz AG Voltage sensing structure
CN114487562A (zh) * 2022-04-06 2022-05-13 南方电网数字电网研究院有限公司 基于校正介电常数的电压测量方法和装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139434A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Tokyo Electric Power Co Inc:The 高圧コンデンサ電流推定方法及びその装置
CN101852823A (zh) * 2010-02-08 2010-10-06 广东电网公司电力科学研究院 无接触式电压测量装置及无接触式电压测量方法
CN103760402A (zh) * 2014-01-22 2014-04-30 重庆大学 基于D_dot原理的三相电压互感器及三相影响电压补偿方法
JP2018164363A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 中国電力株式会社 電圧予測方法、負荷配分決定方法及び電圧予測システム
CN109918813A (zh) * 2019-03-14 2019-06-21 国网上海市电力公司 一种基于高压输电线路周围的工频电场获取方法
EP3772653A1 (en) * 2019-08-08 2021-02-10 ABB Schweiz AG Voltage sensing structure
CN114487562A (zh) * 2022-04-06 2022-05-13 南方电网数字电网研究院有限公司 基于校正介电常数的电压测量方法和装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨怀远等: "非接触式暂态电压测量的简化解耦方法", 《高电压技术》 *
袁佳歆等: "一种基于多导体静电耦合原理的非接触式过电压测量方法", 《电工技术学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115166339A (zh) * 2022-09-08 2022-10-11 华中科技大学 一种基于场域分解-协同搜索的三相电压非接触测量方法
CN115166339B (zh) * 2022-09-08 2023-01-03 华中科技大学 一种基于场域分解-协同搜索的三相电压非接触测量方法
CN118033216A (zh) * 2024-02-29 2024-05-14 华中科技大学 三相电缆电压非接触测量方法、系统、设备和存储介质
CN118033216B (zh) * 2024-02-29 2024-06-14 华中科技大学 三相电缆电压非接触测量方法、系统、设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN114778924B (zh) 2022-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114778924B (zh) 三相电压非接触测量方法、系统、电子设备及存储介质
CN107577870B (zh) 基于同步相量量测的配电网电压功率灵敏度鲁棒估计方法
CN110488194A (zh) 一种基于电化学阻抗模型的锂电池soc估算方法及其系统
CN107966638A (zh) 校正误差的方法和装置、存储介质及处理器
CN114487562B (zh) 基于校正介电常数的电压测量方法和装置
CN111308198B (zh) 一种基于Hanning窗的加窗插值DFT的谐波测量方法
CN113609749B (zh) 适用于多场景的基于磁场信号的电流计算方法
CN114384518A (zh) 一种基于Ku波段实测数据的海面SAR图像仿真方法和装置
CN116151135B (zh) 一种电大尺寸目标的电磁仿真方法及系统
CN110568260B (zh) 一种用于电网谐波分析的输电线路谐波参数估计方法
CN117310374A (zh) 一种海底电缆故障的测距方法
Chen et al. Generalised‐fast decoupled state estimator
CN113608262B (zh) 利用平动分量计算旋转分量的地震数据处理方法及装置
CN112684380B (zh) 一种基于大地测深数据的变电站直流水平评估方法
Yucel Uncertainty quantification for electromagnetic analysis via efficient collocation methods
CN114167133A (zh) 一种输电网内新建站点的谐波电压评估方法和装置
CN111753395B (zh) 一种确定共享铁塔的电晕无线电干扰强度的方法及系统
CN103390251A (zh) 一种电力系统状态估计的量测量权重设置方法
CN109327026B (zh) 一种低压配电网区间状态估计方法
CN108173284B (zh) 有源配电网状态估计方法及系统
CN110207699B (zh) 一种定位方法和装置
CN112269060A (zh) 一种接触电阻及接触电导率辨识方法及系统
Fonseca et al. Charge correction formulation on the staircase edges and effective length of inclined wires in FDTD mesh
CN118036332A (zh) 一种线栅结构有界波模拟器特性阻抗计算方法、设备及存储介质
CN114777629B (zh) 地下管网的传感器定位方法、装置、设备及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant