CN115825548B - 一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法和装置 - Google Patents

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CN115825548B CN202211590175.3A CN202211590175A CN115825548B CN 115825548 B CN115825548 B CN 115825548B CN 202211590175 A CN202211590175 A CN 202211590175A CN 115825548 B CN115825548 B CN 115825548B
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Abstract

本申请涉及一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法和装置。所述方法包括：获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；基于基尔霍夫电流定律，根据电压信息、电流信息以及电容信息，建立高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；根据非侵入电压测量系统映射关系，确定高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；根据高压输电线对应的电容信息，确定高压输电线对应的等效电容集合；根据待测量线路电压、测量极板电压以及等效电容集合，得到非侵入电压测量模型。采用本方法能够实现了对于高压输电线线路电压的准确测量，并能够提高使用电力测量模型对电力系统进行电压测量的时候安全性。

Description

一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法和装置
技术领域
本申请涉及电压测量技术领域，特别是涉及一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
随着电压测量技术的发展，出现了非侵入测量技术，随着可再生能源的接入和电动汽车数量的增加，在可预见的未来，高压电网的电压、电流、潮流等参数的可变性将会增加。为确保电力系统的正常运行，通常需要对电力系统输电线路的电压和电流进行监测，来保证电力系统的稳定运行或者进行故障预警。
传统技术中，采用电位变压器和电容耦合电压互感器输出数据构建的测量模型测量输电线路的电压，对产品绝缘等级要求极高，通常需要加入油进行冷却或绝缘，同时，设备体积庞大、成本高昂，寿命有限，无法广泛部署于各电网测量节点的特点；因此，使用现有的电压测量模型需要频繁进行人工接线/拆线等维护操作，操作复杂度较高，导致使用电力测量模型对电力系统进行电压测量的时候安全性不足。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高使用电力测量模型对电力系统进行电压测量的时候安全性的高压输电线非侵入电压测量模型确定方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法。所述方法包括：获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；基于基尔霍夫电流定律，根据所述电压信息、所述电流信息以及所述电容信息，建立所述高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；所述非侵入电压测量系统映射关系用于表征所述电流信息与第一信息的映射关系，所述第一信息包括所述电压信息和所述电容信息；根据所述非侵入电压测量系统映射关系，确定所述高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；所述待测量线路电压映射关系表征所述待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；所述第二信息包括所述电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；所述测量极板电压映射关系表征所述测量极板电压与第三信息的映射关系，所述第三信息的映射关系包括所述待测量线路电压和所述电流信息；根据所述高压输电线对应的电容信息，确定所述高压输电线对应的等效电容集合；所述等效电容集合包括至少一个所述高压输电线对应的等效电容；根据所述待测量线路电压、所述测量极板电压以及所述等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；所述非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为所述待测高压输电线对应的线路电压。
第二方面，本申请还提供了一种高压输电线非侵入电压测量模型确定装置。所述装置包括：信息获取模块，用于获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；电压系统映射关系建立模块，用于基于基尔霍夫电流定律，根据所述电压信息、所述电流信息以及所述电容信息，建立所述高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；所述非侵入电压测量系统映射关系用于表征所述电流信息与第一信息的映射关系，所述第一信息包括所述电压信息和所述电容信息；电压映射关系确定模块，用于根据所述非侵入电压测量系统映射关系，确定所述高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；所述待测量线路电压映射关系表征所述待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；所述第二信息包括所述电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；所述测量极板电压映射关系表征所述测量极板电压与第三信息的映射关系，所述第三信息的映射关系包括所述待测量线路电压和所述电流信息；等效电容集合确定模块，用于根据所述高压输电线对应的电容信息，确定所述高压输电线对应的等效电容集合；所述等效电容集合包括至少一个所述高压输电线对应的等效电容；模型得到模块，用于根据所述待测量线路电压、所述测量极板电压以及所述等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；所述非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为所述待测高压输电线对应的线路电压。
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以下步骤：获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；基于基尔霍夫电流定律，根据所述电压信息、所述电流信息以及所述电容信息，建立所述高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；所述非侵入电压测量系统映射关系用于表征所述电流信息与第一信息的映射关系，所述第一信息包括所述电压信息和所述电容信息；根据所述非侵入电压测量系统映射关系，确定所述高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；所述待测量线路电压映射关系表征所述待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；所述第二信息包括所述电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；所述测量极板电压映射关系表征所述测量极板电压与第三信息的映射关系，所述第三信息的映射关系包括所述待测量线路电压和所述电流信息；根据所述高压输电线对应的电容信息，确定所述高压输电线对应的等效电容集合；所述等效电容集合包括至少一个所述高压输电线对应的等效电容；根据所述待测量线路电压、所述测量极板电压以及所述等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；所述非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为所述待测高压输电线对应的线路电压。
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以下步骤：获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；基于基尔霍夫电流定律，根据所述电压信息、所述电流信息以及所述电容信息，建立所述高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；所述非侵入电压测量系统映射关系用于表征所述电流信息与第一信息的映射关系，所述第一信息包括所述电压信息和所述电容信息；根据所述非侵入电压测量系统映射关系，确定所述高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；所述待测量线路电压映射关系表征所述待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；所述第二信息包括所述电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；所述测量极板电压映射关系表征所述测量极板电压与第三信息的映射关系，所述第三信息的映射关系包括所述待测量线路电压和所述电流信息；根据所述高压输电线对应的电容信息，确定所述高压输电线对应的等效电容集合；所述等效电容集合包括至少一个所述高压输电线对应的等效电容；根据所述待测量线路电压、所述测量极板电压以及所述等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；所述非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为所述待测高压输电线对应的线路电压。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；基于基尔霍夫电流定律，根据所述电压信息、所述电流信息以及所述电容信息，建立所述高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；所述非侵入电压测量系统映射关系用于表征所述电流信息与第一信息的映射关系，所述第一信息包括所述电压信息和所述电容信息；根据所述非侵入电压测量系统映射关系，确定所述高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；所述待测量线路电压映射关系表征所述待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；所述第二信息包括所述电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；所述测量极板电压映射关系表征所述测量极板电压与第三信息的映射关系，所述第三信息的映射关系包括所述待测量线路电压和所述电流信息；根据所述高压输电线对应的电容信息，确定所述高压输电线对应的等效电容集合；所述等效电容集合包括至少一个所述高压输电线对应的等效电容；根据所述待测量线路电压、所述测量极板电压以及所述等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；所述非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为所述待测高压输电线对应的线路电压。
上述一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；基于基尔霍夫电流定律，根据电压信息、电流信息以及电容信息，建立高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；非侵入电压测量系统映射关系用于表征电流信息与第一信息的映射关系，第一信息包括电压信息和电容信息；根据非侵入电压测量系统映射关系，确定高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；待测量线路电压映射关系表征待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；第二信息包括电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；测量极板电压映射关系表征测量极板电压与第三信息的映射关系，第三信息的映射关系包括待测量线路电压和电流信息；根据高压输电线对应的电容信息，确定高压输电线对应的等效电容集合；等效电容集合包括至少一个高压输电线对应的等效电容；根据待测量线路电压、测量极板电压以及等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为待测高压输电线对应的线路电压。
通过在高压输电线与大地之间设置电压测量极板，并利用高压输电线、电压测量极板与大地间形成的耦合电容与测量装置拓扑结构，确定待测量线路电压为UL与测量极板电压UD的传递函数关系式，并根据待测量线路电压为UL与测量极板电压UD的传递函数关系式进一步建立高压输电线非侵入电压测量的准确模型，使得电压测量方案便捷且易于实施，实现了对于高压输电线线路电压的准确测量，有效地监测电力系统的运行状态，并能够提高使用电力测量模型对电力系统进行电压测量的时候安全性。
附图说明
图1为一个实施例中一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法的应用环境图；
图2为一个实施例中一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法的流程示意图；
图3为一个实施例中非侵入电压测量模型得到方法的流程示意图；
图4为另一个实施例中非侵入电压测量模型得到方法的流程示意图；
图5为又一个实施例中非侵入电压测量模型得到方法的流程示意图；
图6为一个实施例中一种高压输电线非侵入电压测量方法的流程示意图；
图7为一个实施例中一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法的装置结构示意图；
图8为一个实施例中非侵入电压测量模型确定装置的电容耦合拓扑图；
图9为一个实施例中非侵入电压测量模型确定装置的π型等效模型图；
图10为一个实施例中一种高压输电线非侵入电压测量模型确定装置的结构框图；
图11为一个实施例中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。
本申请实施例提供的一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信。数据存储系统可以存储服务器104需要处理的数据。数据存储系统可以集成在服务器104上，也可以放在云上或其他网络服务器上。服务器104通过终端102处获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；基于基尔霍夫电流定律，根据电压信息、电流信息以及电容信息，建立高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；非侵入电压测量系统映射关系用于表征电流信息与第一信息的映射关系，第一信息包括电压信息和电容信息；根据非侵入电压测量系统映射关系，确定高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；待测量线路电压映射关系表征待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；第二信息包括电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；测量极板电压映射关系表征测量极板电压与第三信息的映射关系，第三信息的映射关系包括待测量线路电压和电流信息；根据高压输电线对应的电容信息，确定高压输电线对应的等效电容集合；等效电容集合包括至少一个高压输电线对应的等效电容；根据待测量线路电压、测量极板电压以及等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为待测高压输电线对应的线路电压。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法，以该方法应用于图1中的服务器为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息。
其中，电压信息可以是用于训练非侵入电压测量模型所对应的各个电压值。
其中，电流信息可以是用于训练非侵入电压测量模型所对应的各个电流值。
其中，电容信息可以是用于训练非侵入电压测量模型所对应的各个电容值。
具体地，服务器响应终端的指令，从终端处获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息，并且将获取到的电压信息、电流信息以及电容信息存储到存储单元中，当服务器需要对电压信息、电流信息以及电容信息中的任意数据记录进行处理时，则从存储单元中调取至易失性存储资源以供中央处理器进行计算。其中，任意数据记录可以是单个数据输入至中央处理器，也可以为多个数据同时输入至中央处理器。
其中，电压信息包括高压输电线L对地电压为VL，大地G对地电压为VG，电压测量极板d1对地电压为Vd1，电压测量极板d2对地电压为Vd2，高压输电线L与大地G间待测量线路电压为UL，电压测量极板d1和电压测量极板d2间输出电压为UD。
其中，电流信息包括高压输电线L与大地G，电压测量极板d1和电压测量极板d2间位移电流重量为IL，电压测量极板d1与高压输电线L，大地G，电压测量极板d1间位移电流重量为ID。
其中，电容信息包括电压测量极板d1与高压输电线L间形成耦合电容CLd1，电压测量极板d1与大地G间形成耦合电容CGd1，电压测量极板d2与高压输电线L间形成耦合电容CLd2，电压测量极板d2与大地G间形成耦合电容CGd2，高压输电线L与大地G间形成耦合电容CLG，电压测量极板d1和电压测量极板d2间形成耦合电容Cd1d2。耦合电容大小仅与高压输电线L，电压测量极板d1，电压测量极板d2的放置位置、几何尺寸与材料属性等因素相关，与高压输电线L电压无关。
步骤204，基于基尔霍夫电流定律，根据电压信息、电流信息以及电容信息，建立高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系。
其中，非侵入电压测量系统映射关系可以是通过电容信息和电压信息计算得到电流信息之间的关系。
具体地，基于基尔霍夫电流定律，将电压信息、电流信息以及电容信息输入至基尔霍夫电流定律中，通过移项整理后，可以建立高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系，表达式如下：
其中，ω＝2πf，f为流经高压输电线对应的电流频率。
步骤206，根据非侵入电压测量系统映射关系，确定高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系。
其中，待测量线路电压映射关系可以是通过测量极板电压和电流信息计算得到待测量线路电压的映射关系。
其中，测量极板电压映射关系可以是通过待测量线路电压和电流信息计算得到测量极板电压的映射关系。
具体地，将大地电压电位视为参考电位，则UL＝VL-VG，UD＝Vd1-Vd2。建立UL、IL和UD之间的映射关系：
待测量线路电压：
以及，测量极板电压：
其中，UL为待测量线路电压，UD为测量极板电压，IL为电流信息中的第一位移电流重量，ID为电流信息中的第二位移电流重量，CLd1为电容信息中的第一线板耦合电容，CLd2为电容信息中的第二线板耦合电容，CGd1为电容信息中的第一板地耦合电容，CGd2为电容信息中的第二板地耦合电容，Cd1d2为板间耦合电容，CLG为线地耦合电容，ω＝2πf，f为流经高压输电线对应的电流频率，j为高压输电线对应的电流密度。
步骤208，根据高压输电线对应的电容信息，确定高压输电线对应的等效电容集合。
具体地，根据高压输电线对应的电容信息，计算高压输电线对应的等效电容集合，也就是计算高压输电线与大地之间的电容，即线地间等效电容C1，计算两块电压测量板之间的等效电容，即极板间等效电容C2，以及高压输电线和电压计测量板之间的传递电容，即线板间传递电容CM，定义等效电容集合中的线地间等效电容C1，极板间等效电容C2，以及线板间传递电容CM的公式如下：
步骤210，根据待测量线路电压、测量极板电压以及等效电容集合，得到非侵入电压测量模型。
具体地，根据等效电容集合中的线地间等效电容C1，极板间等效电容C2、线板间传递电容CM、电流信息、待测量线路电压UL以及测量极板电压UD，建立高压输电线对应的电压测量等效模型，公式如下：
也可以从等效电容集合中的线地间等效电容C1，极板间等效电容C2、线板间传递电容CM，确定电容耦合系数kc，计算公式如下：
基于高压输电线非侵入电压测量的电压测量等效模型，或者基于高压输电线与大地间等效电容为C1，电压测量极板间等效电容为C2，高压输电线和电压测量极板间的传递电容为CM，电容耦合系数为kc，待测量线路电压UL以及测量极板电压UD。进一步地，可以得到UL与UD间的传递函数关系式：
通过测量极板电压UD、待测量线路电压UL以及UL与UD间的传递函数关系式即可准确得出高压输电线对对应的非侵入电压测量模型。
上述一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法中，通过获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；基于基尔霍夫电流定律，根据电压信息、电流信息以及电容信息，建立高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；非侵入电压测量系统映射关系用于表征电流信息与第一信息的映射关系，第一信息包括电压信息和电容信息；根据非侵入电压测量系统映射关系，确定高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；待测量线路电压映射关系表征待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；第二信息包括电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；测量极板电压映射关系表征测量极板电压与第三信息的映射关系，第三信息的映射关系包括待测量线路电压和电流信息；根据高压输电线对应的电容信息，确定高压输电线对应的等效电容集合；等效电容集合包括至少一个高压输电线对应的等效电容；根据待测量线路电压、测量极板电压以及等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为待测高压输电线对应的线路电压。
通过在高压输电线与大地之间设置电压测量极板，并利用高压输电线、电压测量极板与大地间形成的耦合电容与测量装置拓扑结构，确定待测量线路电压为UL与测量极板电压UD的传递函数关系式，并根据待测量线路电压为UL与测量极板电压UD的传递函数关系式进一步建立高压输电线非侵入电压测量的准确模型，使得电压测量方案便捷且易于实施，实现了对于高压输电线线路电压的准确测量，有效地监测电力系统的运行状态，并能够提高使用电力测量模型对电力系统进行电压测量的时候安全性。
在一个实施例中，如图3所示，根据待测量线路电压、测量极板电压以及等效电容集合，得到非侵入电压测量模型，包括：
步骤302，根据线地间等效电容，极板间等效电容以及线板间传递电容，确定高压输电线对应的电容耦合系数。
其中，线地间等效电容可以是高压输电线与大地之间的电容。
其中，极板间等效电容可以是两块电压测量板之间的等效电容。
其中，线板间传递电容可以是高压输电线和电压计测量板之间的传递电容。
其中，电容耦合系数可以是电容耦合电路中的耦合系数。
具体地，从等效电容集合中的线地间等效电容C1，极板间等效电容C2、线板间传递电容CM，确定电容耦合系数kc，计算公式如下：
步骤304，根据电容耦合系数、线地间等效电容，极板间等效电容、待测量线路电压以及测量极板电压，得到非侵入电压测量模型。
具体地，基于高压输电线与大地间等效电容为C1，电压测量极板间等效电容为C2，高压输电线和电压测量极板间的传递电容为CM，电容耦合系数为kc，待测量线路电压UL以及测量极板电压UD。进一步地，可以得到UL与UD间的传递函数关系式：
通过测量极板电压UD、待测量线路电压UL以及UL与UD间的传递函数关系式即可准确得出高压输电线对对应的非侵入电压测量模型。
本实施例中，通过线地间等效电容，极板间等效电容以及线板间传递电容建立电容耦合系数，能够利用电容耦合系数进一步确定非侵入电压测量模型中的传递函数关系式，使得非侵入电压测量模型的精度更高。
在一个实施例中，如图4所示，方法还包括：
步骤402，根据极板间等效电容以及线板间传递电容，得到电容比值。
具体地，计算高压输电线和电压测量极板间的传递电容为CM与电压测量极板间等效电容为C2之间的比值，可以得到电容比值，计算公式如下：
步骤404，根据电容比值、待测量线路电压以及测量极板电压，得到非侵入电压测量模型。
具体地，根据电容比值t，待测量线路电压UL以及测量极板电压UD。进一步地，可以得到UL与UD间的传递函数关系式：
通过测量极板电压UD、待测量线路电压UL以及UL与UD间的传递函数关系式即可准确得出高压输电线对对应的非侵入电压测量模型。
本实施例中，通过极板间等效电容以及线板间传递电容确定电容比值，能够利用电容比值进一步确定非侵入电压测量模型中的传递函数关系式，使得非侵入电压测量模型的精度更高。
在一个实施例中，如图5所示，根据待测量线路电压、测量极板电压以及等效电容集合，得到非侵入电压测量模型，包括：
步骤502，根据线地间等效电容，极板间等效电容、线板间传递电容、电流信息、待测量线路电压以及测量极板电压，构建高压输电线对应的电压测量等效模型。
其中，电压测量等效模型可以是高压输电线非侵入电压测量的准确π型等效模型。
具体地，根据等效电容集合中的线地间等效电容C1，极板间等效电容C2、线板间传递电容CM、电流信息、待测量线路电压UL以及测量极板电压UD，建立高压输电线对应的电压测量等效模型，公式如下：
步骤504，根据电压测量等效模型、待测量线路电压以及测量极板电压，得到非侵入电压测量模型。
具体地，基于高压输电线非侵入电压测量的电压测量等效模型，待测量线路电压UL以及测量极板电压UD。进一步地，可以得到UL与UD间的传递函数关系式：
通过测量极板电压UD、待测量线路电压UL以及UL与UD间的传递函数关系式即可准确得出高压输电线对应的非侵入电压测量模型。
本实施例中，通过等效电容集合、电流信息、待测量线路电压以及测量极板电压，构建电压测量等效模型，能够利用电压测量等效模型进一步确定非侵入电压测量模型中的传递函数关系式，使得非侵入电压测量模型的精度更高。
在一个实施例中，采用以下公式得到电压测量等效模型：
其中，UL为待测量线路电压，UD为测量极板电压，C1为线地间等效电容、C2为极板间等效电容，CM为线板间传递电容，IL为电流信息中的第一位移电流重量，ID为电流信息中的第二位移电流重量，ω＝2πf，f为流经高压输电线对应的电流频率，j为高压输电线对应的电流密度。
本实施例中，通过建立电压测量等效模型，将原来的电路等效为电压测量等效模型中的电路，能够简化非侵入电压测量模型的计算，提高了非侵入电压测量模型的效率。
在一个实施例中，采用以下公式得到待测量线路电压以及测量极板电压：
以及，
其中，UL为待测量线路电压，UD为测量极板电压，IL为电流信息中的第一位移电流重量，ID为电流信息中的第二位移电流重量，CLd1为电容信息中的第一线板耦合电容，CLd2为电容信息中的第二线板耦合电容，CGd1为电容信息中的第一板地耦合电容，CGd2为电容信息中的第二板地耦合电容，Cd1d2为板间耦合电容，CLG为线地耦合电容，ω＝2πf，f为流经高压输电线对应的电流频率，j为高压输电线对应的电流密度。
本实施例中，通过明确待测量线路电压以及测量极板电压的分别与其它物理量的映射关系，能够根据调解其它物理量的具体数值来建立待测量线路电压与测量极板电压之间的传递函数关系式，提高了非侵入电压测量模型的准确性。
在一个实施例中，如图6所示，一种高压输电线非侵入电压测量方法，方法包括：
步骤602，获取非侵入电压测量模型。
具体地，服务器从终端处获取通过一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法建立得到的非侵入电压测量模型。
步骤604，获取实测极板电压。
其中，实测极板电压可以是非侵入电压测量模型应用中，从两块电压测量极板之间所实际测量得到的电压。
具体地，服务器从终端处获取因为有业务需求，对待测高压输电线对应的线路电压进行测量的情况下，而需要获得电力系统中高压输电线对应的实测极板电压。
步骤606，将实测极板电压输入至非侵入电压测量模型中，得到高压输电线对应的线路电压。
其中，线路电压可以是高压输电线L与大地G间需要被测量的电压。
具体地，将实测极板电压输入至非侵入电压测量模型中，通过非侵入电压测量模型中的传递函数关系式，计算出高压输电线L与大地G间的线路电压。
本实施例中，通过在高压输电线与大地之间设置电压测量极板，根据电压测量极板两端输出的实测极板电压与预设传递函数关系式，计算得到高压输电线对应的线路电压，能够提高对高压输电线对应的线路电压的测量安全性。
在一个实施例中，一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法的装置结构如图7所示。在高压输电线L，大地G之间放置非侵入电压测量装置，非侵入电压测量装置包含电压测量极板d1和电压测量极板d2。电压测量极板d1和电压测量极板d2通过悬挂、粘贴、固定等方式放置位置靠近高压输电线L，远离大地G。电压测量极板d1和电压测量极板d2为金属制作的片状结构。
在一个实施例中，非侵入电压测量模型确定装置的电容耦合拓扑图如图8所示。电压测量极板d1与高压输电线L间形成耦合电容CLd1，电压测量极板d1与大地G间形成耦合电容CGd1，电压测量极板d2与高压输电线L间形成耦合电容CLd2，电压测量极板d2与大地G间形成耦合电容CGd2，高压输电线L与大地G间形成耦合电容CLG，电压测量极板d1和电压测量极板d2间形成耦合电容Cd1d2。耦合电容大小仅与高压输电线L，电压测量极板d1，电压测量极板d2的放置位置、几何尺寸与材料属性等因素相关，与高压输电线L对地电压无关。
在一个实施例中，非侵入电压测量模型确定装置的π型等效模型图如图9所示。基于高压输电线非侵入电压测量的准确型等效模型，计算明确高压输电线与大地间等效电容为C1，电压测量极板间等效电容为C2，高压输电线和电压测量极板间的传递电容为CM，电容耦合系数为kc。通过测量电压测量极板间电压差UD以及等效模型的电压传递函数关系式即可准确得出高压输电线对地电压UL。
应该理解的是，虽然如上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高压输电线非侵入电压测量模型确定方法的一种高压输电线非侵入电压测量模型确定装置。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高压输电线非侵入电压测量模型确定装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种高压输电线非侵入电压测量模型确定装置，包括：信息获取模块1002、电压系统映射关系建立模块1004、电压映射关系确定模块1006、等效电容集合确定模块1008和模型得到模块1010，其中：
信息获取模块1002，用于获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；
电压系统映射关系建立模块1004，用于基于基尔霍夫电流定律，根据电压信息、电流信息以及电容信息，建立高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；非侵入电压测量系统映射关系用于表征电流信息与第一信息的映射关系，第一信息包括电压信息和电容信息；
电压映射关系确定模块1006，用于根据非侵入电压测量系统映射关系，确定高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；待测量线路电压映射关系表征待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；第二信息包括电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；测量极板电压映射关系表征测量极板电压与第三信息的映射关系，第三信息的映射关系包括待测量线路电压和电流信息；
等效电容集合确定模块1008，用于根据高压输电线对应的电容信息，确定高压输电线对应的等效电容集合；等效电容集合包括至少一个高压输电线对应的等效电容；
模型得到模块1010，用于根据待测量线路电压、测量极板电压以及等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为待测高压输电线对应的线路电压。
在一个实施例中，模型得到模块1010，还用于根据线地间等效电容，极板间等效电容以及线板间传递电容，确定高压输电线对应的电容耦合系数；根据电容耦合系数、线地间等效电容，极板间等效电容、待测量线路电压以及测量极板电压，得到非侵入电压测量模型。
在一个实施例中，模型得到模块1010，还用于根据极板间等效电容以及线板间传递电容，得到电容比值；根据电容比值、待测量线路电压以及测量极板电压，得到非侵入电压测量模型。
在一个实施例中，模型得到模块1010，还用于根据线地间等效电容，极板间等效电容、线板间传递电容、电流信息、待测量线路电压以及测量极板电压，构建高压输电线对应的电压测量等效模型；根据电压测量等效模型、待测量线路电压以及测量极板电压，得到非侵入电压测量模型。
在一个实施例中，模型得到模块1010，还用于采用以下公式得到电压测量等效模型：
其中，UL为待测量线路电压，UD为测量极板电压，C1为线地间等效电容、C2为极板间等效电容，CM为线板间传递电容，IL为电流信息中的第一位移电流重量，ID为电流信息中的第二位移电流重量，ω＝2πf，f为流经高压输电线对应的电流频率，j为高压输电线对应的电流密度。
在一个实施例中，电压映射关系确定模块1006，还用于采用以下公式得到待测量线路电压以及测量极板电压：
以及，
其中，UL为待测量线路电压，UD为测量极板电压，IL为电流信息中的第一位移电流重量，ID为电流信息中的第二位移电流重量，CLd1为电容信息中的第一线板耦合电容，CLd2为电容信息中的第二线板耦合电容，CGd1为电容信息中的第一板地耦合电容，CGd2为电容信息中的第二板地耦合电容，Cd1d2为板间耦合电容，CLG为线地耦合电容，ω＝2πf，f为流经高压输电线对应的电流频率，j为高压输电线对应的电流密度。
上述一种高压输电线非侵入电压测量模型确定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服务器，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。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和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。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。该计算机设备的数据库用于存储服务器数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法。
本领域技术人员可以理解，图11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，还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上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各方法实施例中的步骤。
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(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
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)

1.一种高压输电线非侵入电压测量模型确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；
基于基尔霍夫电流定律，根据所述电压信息、所述电流信息以及所述电容信息，建立所述高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；所述非侵入电压测量系统映射关系用于表征所述电流信息与第一信息的映射关系，所述第一信息包括所述电压信息和所述电容信息；
根据所述非侵入电压测量系统映射关系，确定所述高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；所述待测量线路电压映射关系表征所述待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；所述第二信息包括所述电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；所述测量极板电压映射关系表征所述测量极板电压与第三信息的映射关系，所述第三信息的映射关系包括所述待测量线路电压和所述电流信息；
根据所述高压输电线对应的电容信息，确定所述高压输电线对应的等效电容集合；所述等效电容集合包括至少一个所述高压输电线对应的等效电容；
根据所述待测量线路电压、所述测量极板电压以及所述等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；所述非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为所述待测高压输电线对应的线路电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等效电容集合包括线地间等效电容，极板间等效电容以及线板间传递电容；所述根据所述待测量线路电压、所述测量极板电压以及所述等效电容集合，得到非侵入电压测量模型，包括：
根据所述线地间等效电容，所述极板间等效电容以及所述线板间传递电容，确定所述高压输电线对应的电容耦合系数；
根据所述电容耦合系数、所述线地间等效电容，所述极板间等效电容、所述待测量线路电压以及所述测量极板电压，得到非侵入电压测量模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述极板间等效电容以及所述线板间传递电容，得到电容比值；
根据所述电容比值、所述待测量线路电压以及所述测量极板电压，得到非侵入电压测量模型。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测量线路电压、所述测量极板电压以及所述等效电容集合，得到非侵入电压测量模型，包括：
根据所述线地间等效电容，所述极板间等效电容、所述线板间传递电容、所述电流信息、所述待测量线路电压以及所述测量极板电压，构建所述高压输电线对应的电压测量等效模型；
根据所述电压测量等效模型、所述待测量线路电压以及所述测量极板电压，得到非侵入电压测量模型。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用以下公式得到所述电压测量等效模型：
其中，UL为所述待测量线路电压，UD为所述测量极板电压，C1为所述线地间等效电容、C2为所述极板间等效电容，CM为所述线板间传递电容，IL为所述电流信息中的第一位移电流重量，ID为所述电流信息中的第二位移电流重量，ω＝2πf，f为流经所述高压输电线对应的电流频率，j为所述高压输电线对应的电流密度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用以下公式得到所述待测量线路电压以及所述测量极板电压：
以及，
其中，UL为所述待测量线路电压，UD为所述测量极板电压，IL为所述电流信息中的第一位移电流重量，ID为所述电流信息中的第二位移电流重量，CLd1为电容信息中的第一线板耦合电容，CLd2为电容信息中的第二线板耦合电容，CGd1为电容信息中的第一板地耦合电容，CGd2为电容信息中的第二板地耦合电容，Cd1d2为板间耦合电容，CLG为线地耦合电容，ω＝2πf，f为流经所述高压输电线对应的电流频率，j为所述高压输电线对应的电流密度。
7.一种高压输电线非侵入电压测量方法，其特征在于，所述方法包括：
获取非侵入电压测量模型，所述非侵入电压测量模型为根据如权利要求1至6中任一项所述高压输电线非侵入电压测量模型确定方法构建得到的；
获取实测极板电压，所述实测极板电压为所述高压输电线对应的两块电压测量极板之间的电压；
将所述实测极板电压输入至非侵入电压测量模型中，得到所述高压输电线对应的线路电压。
8.一种高压输电线非侵入电压测量模型确定装置，其特征在于，所述装置包括：
信息获取模块，用于获取电力系统中高压输电线对应的电压信息、电流信息以及电容信息；
电压系统映射关系建立模块，用于基于基尔霍夫电流定律，根据所述电压信息、所述电流信息以及所述电容信息，建立所述高压输电线对应的非侵入电压测量系统映射关系；所述非侵入电压测量系统映射关系用于表征所述电流信息与第一信息的映射关系，所述第一信息包括所述电压信息和所述电容信息；
电压映射关系确定模块，用于根据所述非侵入电压测量系统映射关系，确定所述高压输电线对应的待测量线路电压映射关系以及测量极板电压映射关系；所述待测量线路电压映射关系表征所述待测量线路电压映射关系中的待测量线路电压与第二信息的映射关系；所述第二信息包括所述电流信息和测量极板电压映射关系中的测量极板电压；所述测量极板电压映射关系表征所述测量极板电压与第三信息的映射关系，所述第三信息的映射关系包括所述待测量线路电压和所述电流信息；
等效电容集合确定模块，用于根据所述高压输电线对应的电容信息，确定所述高压输电线对应的等效电容集合；所述等效电容集合包括至少一个所述高压输电线对应的等效电容；
模型得到模块，用于根据所述待测量线路电压、所述测量极板电压以及所述等效电容集合，得到非侵入电压测量模型；所述非侵入电压测量模型用于将针对待测的高压输电线输入的实测极板电压映射为所述待测高压输电线对应的线路电压。
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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