CN117890658A - 电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质 - Google Patents
电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117890658A CN117890658A CN202410080657.7A CN202410080657A CN117890658A CN 117890658 A CN117890658 A CN 117890658A CN 202410080657 A CN202410080657 A CN 202410080657A CN 117890658 A CN117890658 A CN 117890658A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- sensor
- wire
- array
- measurement
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 12
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005290 field theory Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
本发明公开一种电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质，涉及电压传感器位置优化领域，方法包括获取三相架空输电线传感器中每对探针之间的合成感应差分电压信号；根据所述合成感应差分电压信号计算被测电压和导线位置测量值；根据传感器弧形阵列的半径和传感器弧形阵列的极间夹角设置约束条件，根据所述被测电压和所述导线位置测量值设置目标函数，利用粒子群算法进行传感器弧形阵列位置优化，得到传感器弧形阵列的最佳位置。本发明能够降低测量电压的测量误差。
Description
技术领域
本发明涉及电压传感器位置优化领域，特别是涉及一种电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质。
背景技术
架空输电线路的在线监测是识别线路状态(如故障、下垂、风偏、舞动等)的关键点。准确地掌握线路状态可以帮助避免许多事故或损失。目前，电网中的电压测量仍主要采用电容式和电磁式电压互感器。然而，它们的尺寸、结构、绝缘和成本已不再适合智能化和自动化电网的发展。因此，对于架空输电线的非接触式测量方法成为目前的热点研究方向，近年来的应用大多采用反电场问题算法，在测量线路附近的电场后求解输电线上的电压。然而，三相测量系统的开发在求解无解或多解的最终超定方程时仍面临计算上的困难。因此，分布于输电杆塔上的三对极-双探针电压传感阵列因其通过在二维平面对电场进行反演，采用标定系数对结果进行3D空间于其误差的补偿，所以具有计算简单，便于进行后续嵌入式开发的优点。
然而，其探针传感阵列的位置对测量电压误差及导线坐标反演误差影响较大，因此，对传感器位置进行优化是十分必要的。目前的优化方法包括获取多组测量值进行插值拟合，获取拟合函数求取极值、以及基于模型驱动的其他优化方法。但该方法存在近似环节，误差较大，不适合位置灵敏度高的传感器。因此，对于该应用场景来说，基于数据驱动的机器学习算法具有明显优势。需要提供一种能够降低测量误差的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质，能够降低测量电压的测量误差。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明还提供一种电压测量传感器阵列位置优化方法，包括：
获取三相架空输电线传感器中每对探针之间的合成感应差分电压信号；
根据所述合成感应差分电压信号计算被测电压和导线位置测量值；
根据传感器弧形阵列的半径和传感器弧形阵列的极间夹角设置约束条件，根据所述被测电压和所述导线位置测量值设置目标函数，利用粒子群算法进行传感器弧形阵列位置优化，得到传感器弧形阵列的最佳位置。
可选地，根据所述合成感应差分电压信号计算被测电压和导线位置测量值，具体包括：
根据所述合成感应差分电压信号构建待测导线电压方程；
利用牛顿迭代法对所述待测导线电压方程进行求解，得到被测电压和导线位置测量值。
可选地，所述待测导线电压方程的B相的表达式为：
其中i＝1,2,3
其中，UB为B相待测导线电压，Ri表示第i对探针对中靠近被测导线的一个与导线中心的距离；ε1表示导线绝缘层的介电常数，根据导线材料选取导线绝缘层的介电常数，ε0表示空气的介电常数，r0表示电缆铝芯的半径，由待测导线型号选定，d2表示探针定位弧到等效屏蔽层圆弧之间的距离，根据装置安装需求设置，d1为同组探针之间的距离，θi为θ1，θ2，θ3，分别表示第1，2，3对探针对与电缆电场强度中心点连线偏离纵轴y的角度，u2为第2组测量探针对上感应得到的电压，uBi为u2向量分解所得到的值，ε3为绝缘介质的介电常数。
可选地，所述约束条件的表达式为1.5m≤R≤5m,5°≤θ≤45°；其中，R为传感器定位圆圆心到传感器探针的距离，θ为传感器探针对与定位圆连线形成的扇形夹角。
本发明还提供一种电压测量传感器阵列位置优化系统，包括：
获取模块，用于获取三相架空输电线传感器中每对探针之间的合成感应差分电压信号；
计算模块，用于根据所述合成感应差分电压信号计算被测电压和导线位置测量值；
优化模块，用于根据传感器弧形阵列的半径和传感器弧形阵列的极间夹角设置约束条件，根据所述被测电压和所述导线位置测量值设置目标函数，利用粒子群算法进行传感器弧形阵列位置优化，得到传感器弧形阵列的最佳位置。
可选地，计算模块具体包括：
构建单元，用于根据所述合成感应差分电压信号构建待测导线电压方程；
求解单元，用于利用牛顿迭代法对所述待测导线电压方程进行求解，得到被测电压和导线位置测量值。
本发明还提供一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，其上存储有一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现所述的方法。
本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明利用传感器中探针获取合成感应差分电压信号病计算被测电压和导线位置测量值，在进行传感器弧形阵列位置优化过程中，利用粒子群算法进行优化，具有收敛快、参数少，算法应用简便的有点，能够大大降低测量误差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为传感器测量原理图；
图2为架空输电线路电压监测传感器布置示意图；
图3为测量探针上感应差分电压的三相分解示意图；
图4为传感器位置优化侧视图；
图5为传感器位置优化正视图；
图6为电传感器位置优化区域图；
图7为本发明提供的电压测量传感器阵列位置优化方法示意图；
图8为本发明提供的电压测量传感器阵列位置优化方法流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质，能够降低测量电压的测量误差。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图7和图8所示，本发明提供的一种电压测量传感器阵列位置优化方法，包括：
步骤101：获取三相架空输电线传感器中每对探针之间的合成感应差分电压信号；本发明中的每个传感器包括三组金属探针。
获取三组探针对中每对探针之间的差分电压；选取传感阵列初始位置参数值R、θ；通过传感器中的金属探针对，获取三相架空输电线周围在每对探针之间的合成感应差分电压信号，得到含有被测导线电压和位置坐标的9个未知数的9个方程；具体地：图1示出了本发明具体实施例中的三对极-双探针电压传感器结构模型。以B相为例，三对极-双探针结构由在杆塔一侧、三相导线下方的3对环形呈放射状排布的金属检测点(如图1中的①②③位置)，弧形绝缘塑料支撑组成；所述金属检测点由3×2个形状一致的铁质探针构成，每对探针对之间由分隔层相隔离。
步骤102：根据所述合成感应差分电压信号计算被测电压和导线位置测量值。
步骤102具体包括：根据所述合成感应差分电压信号构建待测导线电压方程；利用牛顿迭代法对所述待测导线电压方程进行求解，得到被测电压和导线位置测量值。
基于获取的三个差分电压，计算被测电压UA，UB，UC及导线位置测量值坐标PA(xA，yA)，PB(xB，yB)，PC(xC，yC)，基于传感器定位圆圆心到传感器探针的距离R，传感器探针对与定位圆连线形成的扇形夹角θ、导线绝缘层的介电常数v1、空气的介电常数v0、绝缘介质的介电常数ε3、电缆铝芯的半径r0，含绝缘层的电缆半径r1，每对探针之间的距离d2，以B相为例，根据电场理论，重构待测导线电压方程组。
所述待测导线电压方程的B相的表达式为：
其中i＝1,2,3 (1)
其中，UB为B相待测导线电压，Ri表示第i对探针对中靠近被测导线的一个与导线中心的距离，为未知量；ε1表示导线绝缘层的介电常数，根据导线材料选取导线绝缘层的介电常数，ε0表示空气的介电常数，为定值，r0表示电缆铝芯的半径，由待测导线型号选定，d2表示探针定位弧到等效屏蔽层圆弧之间的距离，根据装置安装需求设置为定值，d1为同组探针之间的距离，θi为θ1，θ2，θ3，分别表示第1，2，3对探针对与电缆电场强度中心点连线偏离纵轴y的角度，为未知量，u2为第2组测量探针对上感应得到的电压，uBi为u2向量分解所得到的值，为未知量。ε3为绝缘介质的介电常数。Ri的计算公式：
式中，为B相上探针与原点的距离。R1表示第1对探针对中靠近被测导线的一个与导线中心的距离。R2表示第2对探针对中靠近被测导线的一个与导线中心的距离。R3表示第3对探针对中靠近被测导线的一个与导线中心的距离。xB为B相导线横截面位置横坐标，yB为B相导线横截面位置纵坐标。若设B相上探针与原点的距离/>R0表示测量阵列圆弧半径。θ1，θ2，θ3，可表示为：
步骤103：根据传感器弧形阵列的半径和传感器弧形阵列的极间夹角设置约束条件，根据所述被测电压和所述导线位置测量值设置目标函数，利用粒子群算法进行传感器弧形阵列位置优化，得到传感器弧形阵列的最佳位置。
所述约束条件的表达式为1.5m≤R≤5m,5°≤θ≤45°；其中，R为传感器定位圆圆心到传感器探针的距离，θ为传感器探针对与定位圆连线形成的扇形夹角。
以单回酒杯型输电杆塔为例，图2示出了传感器排列方法，由于架空线路的特殊性，传感器直接放置在架空线路的下方。同时，传感器中探头的内部结构也按上述弧形结构布置。根据电场叠加原理，测量到的传感器电压需要针对不同的场源进行分解，并重建电压算法进行计算。也就是说，由于多根导线同时作用，传感器输出的响应是每根导线单独作用时产生的响应的叠加。传感器的进一步相位分解如图3所示。
图3中，通过三对探针测量所得u1(探针对1测量值)，可矢量分解为uA1(u1探针对1在A方向上的分解值)，uB1(u1探针对1在B方向上的分解值)，uC1(u1探针对1在C方向上的分解值)；u2(探针对2测量值)，可矢量分解为uA1(u2探针对2在A方向上的分解值)，uB1(u2探针对2在B方向上的分解值)，uC1(u2探针对2在C方向上的分解值)；u3(探针对3在测量值)可矢量分解为uA1(u3探针对3在A方向上的分解值)，uB1(u3探针对3在B方向上的分解值)，uC1(u3探针对3在C方向上的分解值)。这假设架空线路ABC的三相电压分别为0、120和240度，要对其进行分解以产生唯一解，充分必要条件是知道感应电压大小之比。以u1为例，感应电压uA1、uB1、uC1的比值如(4)所示。
其中，RA1为探针1对导线A的距离，RB1为探针1对导线B的距离，RC1为探针1对导线C的距离；θA1为第1对探针对与A相导线中心点连线偏离纵轴y的角度，θB1为第1对探针对与B相导线中心点连线偏离纵轴y的角度，θC1为第1对探针对与C相导线中心点连线偏离纵轴y的角度。
在式(4)中，a1，b1，c1是常数。类似地，可以得到其他感应电压的比例值a2，b2，c2和a3，b3，c3，并进行相应的相位分解，从而得到唯一解。为便于描述，结果以矩阵形式表示，如式(5)所示。
其中，a2，b2，c2和a3，b3，c3为同(4)式原理所得关于感应电压u2以及u3矢量分解比例值；RA2为探针2对导线A的距离，RB2为探针2对导线B的距离，RC2为探针2对导线C的距离；RA3为探针3对导线A的距离，RB3为探针3对导线B的距离，RC3为探针3对导线C的距离；θA2为第2对探针对与A相导线中心点连线偏离纵轴y的角度，θB2为第2对探针对与B相导线中心点连线偏离纵轴y的角度，θC2为第2对探针对与C相导线中心点连线偏离纵轴y的角度；θA3为第3对探针对与A相导线中心点连线偏离纵轴y的角度，θB3为第3对探针对与B相导线中心点连线偏离纵轴y的角度，θC3为第3对探针对与C相导线中心点连线偏离纵轴y的角度。根据式(5)，uA1、uB1、uC1；uA2、uB2、uC2；uA3、uB3、uC3的值可由以下方程组求得。
其中，RA1,RA2,RA3,cosθA1,cosθA2,cosθA3计算公式：
至此，将式(6)，(7)代回至式(5)中，可以列出一个包含9个方程和9个未知变量的方程组，从而求解三相线路的3个坐标(xA，yA)、(xB，yB)、(xC，yC)，和3个待测电压UA、UB、UC。但要注意的是，在这个方程系统中，有很多非线性项目无法直接求解。因此，可以利用Matlab函数的牛顿迭代来求解该方程组。这样，就可以完成架空线路电压的非接触式测量。
根据测量需要建立优化甜区。具体的，在图4、图5和图6中，由于传感器在测量空间中的位置最终会影响精度和校准系数。因此，应根据计算误差对传感器位置进行固定和优化。如图5杆塔主视图所示，传感器可以安装在图中所示的"感应节点"，对应的侧视图位置如图4所示。图6示意出了根据应用需求所得到的优化区域，优化探针的位置可以是黑色的1，2，3位置(对应于R，θ，其中R为传感器定位圆圆心到传感器探针的距离，θ为传感器探针对与定位圆连线形成的扇形夹角)或者更外圈的位置(对应于R’，θ’)。理论上的优化区域如图6中所示，但从实施的角度来看，应该在一个服从绝缘要求和安装方便程度区域进行优化，把它叫做甜区。更准确地说，在该区域内，传感器定位圆圆心到传感器探针的距离R在安全要求范围内，传感器探针对与定位圆连线形成的扇形夹角θ在塔架钢架宽度范围内。在本发明中以110kV酒杯型杆塔为例，安全操作绝缘距离为1.5米，根据杆塔高度和宽度，选定甜区范围为：1.5m≤R≤5m,5°≤θ≤45°的扇形区域。这样做的目的是为了在实际的输电塔中方便安装和固定。
在这一甜区中，采用粒子群(PSO)算法进行优化传感器阵列位置优化。粒子群算法具有收敛快、参数少、算法简单、易于实现等优点。如图7优化流程图所示，首先选择一组粒子作为初始值(Rinitial，θinitial)，此时迭代数k＝1。设定约束条件为甜区所在区域：1.5m≤R≤5m,5°≤θ≤45°，在此过程中，包括R和θ在内的未知变量被设定为每集的状态。目标是最小化电压和位置测量值的平均误差，其中，测量值是根据步骤102中方程组解出，从而根据真实值求解测量误差。
基于计算所得误差值eA(A相电压测量误差)，eB(B相电压测量误差)，eC(C相电压测量误差)，epA(A相导线位置误差)，epB(B相导线位置误差)，epC(C相导线位置误差)建立优化目标函数：
其中，ei表示eA、eB、eC为三相导线电压计算误差，ePi表示epA、epB、epC为三相导线位置计算误差值。
进一步的，eA，eB，eC，PeA，PeB，PeC计算公式为：
式中i＝A，B，C (9)
其中，Ui为测得的三相导线电压，U为对应导线上的实际有效值。
式中，(xi，yi)表示对应相导线实际位置坐标，(x’i，y’i)表示求解得到的对应相导线坐标。
根据目标函数和约束条件评估函数计算每个粒子的适应度值，以确定局部最佳值gbest和粒子最佳值pbest。基于迭代更新算法，计算每一步迭代是粒子群个体最优位置和群体最优位置，每个粒子的速度和位置将根据这些值进行更新。如下式所示：
式中，和/>是粒子i在第k次迭代的速度和位置，g1和g2是加速系数，可设为定值，pbestk i是迭代中的最佳位置，r1和r2是介于0和1之间的随机数，gbestk是全局最佳位置。更新速度和位置后k＝k+1，生成新一代粒子。重复上述工作，直到迭代次数达到设定值kmax或200次迭代中最优值的变化小于10-2时结束，最终得到误差最小的位置参数最优解，获得最佳位置(Roptimized，θoptimized)，其中Roptimized为传感器定位圆圆心到传感器探针的最优距离，θoptimized为传感器探针对与定位圆连线形成的扇形夹角最优值。
本发明通过在架空输电杆塔上搭建的呈弧形分布的三对金属探针感应所产生的空间电场强度，从而获取3个感应差分电压作为输入值，求解含包括三相待测电压值和导线位置坐标在内的9个未知数和9个方程的方程组。根据所求值计算测量误差，构建被优化参数、优化目标函数、迭代约束条件，利用粒子群优化算法完成传感阵列位置的优化。
本发明还提供一种电压测量传感器阵列位置优化系统，包括：
获取模块，用于获取三相架空输电线传感器中每对探针之间的合成感应差分电压信号。
计算模块，用于根据所述合成感应差分电压信号计算被测电压和导线位置测量值。
优化模块，用于根据传感器弧形阵列的半径和传感器弧形阵列的极间夹角设置约束条件，根据所述被测电压和所述导线位置测量值设置目标函数，利用粒子群算法进行传感器弧形阵列位置优化，得到传感器弧形阵列的最佳位置。
作为一种可选的实施方式计算模块具体包括：
构建单元，用于根据所述合成感应差分电压信号构建待测导线电压方程。
求解单元，用于利用牛顿迭代法对所述待测导线电压方程进行求解，得到被测电压和导线位置测量值。
本发明还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，其上存储有一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现所述的方法。
本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。
本发明包括：获取架空输电线杆塔下方优化区域的电压及导线位置坐标误差，基于获取的误差值，采用粒子群优化(PSO)算法进行最优位置的求解，获取三对极-双探针弧形分布角度及半径以确定阵列位置。本发明基于一种三对极-双探针非接触架空输电线电压测量阵列，在优化甜区内采用粒子群寻优，具有收敛快，参数少，算法应用简便等优点；所述方法优化所得阵列位置可大大降低测量误差。本发明基于粒子群优化算法，构建基于三对极-双探针结构的误差优化目标函数，通过目标优化位置的优化甜区，建立迭代约束条件。通过对初始值的选取，评估函数计算每个粒子的适应度值，以确定其每个粒子和全局最佳位置。然后根据这些值更新每个粒子的速度和位置。最终得到传感阵列最优解，从而减小误差大大提高测量精度。
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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种电压测量传感器阵列位置优化方法，其特征在于，包括：
获取三相架空输电线传感器中每对探针之间的合成感应差分电压信号；
根据所述合成感应差分电压信号计算被测电压和导线位置测量值；
根据传感器弧形阵列的半径和传感器弧形阵列的极间夹角设置约束条件，根据所述被测电压和所述导线位置测量值设置目标函数，利用粒子群算法进行传感器弧形阵列位置优化，得到传感器弧形阵列的最佳位置。
2.根据权利要求1所述的电压测量传感器阵列位置优化方法，其特征在于，根据所述合成感应差分电压信号计算被测电压和导线位置测量值，具体包括：
根据所述合成感应差分电压信号构建待测导线电压方程；
利用牛顿迭代法对所述待测导线电压方程进行求解，得到被测电压和导线位置测量值。
3.根据权利要求2所述的电压测量传感器阵列位置优化方法，其特征在于，所述待测导线电压方程的B相的表达式为：
其中i＝1,2,3
其中，UB为B相待测导线电压，Ri表示第i对探针对中靠近被测导线的一个与导线中心的距离；ε1表示导线绝缘层的介电常数，根据导线材料选取导线绝缘层的介电常数，ε0表示空气的介电常数，r0表示电缆铝芯的半径，由待测导线型号选定，d2表示探针定位弧到等效屏蔽层圆弧之间的距离，根据装置安装需求设置，d1为同组探针之间的距离，θi为θ1，θ2，θ3，分别表示第1，2，3对探针对与电缆电场强度中心点连线偏离纵轴y的角度，u2为第2组测量探针对上感应得到的电压，uBi为u2向量分解所得到的值，ε3为绝缘介质的介电常数。
4.根据权利要求1所述的电压测量传感器阵列位置优化方法，其特征在于，所述约束条件的表达式为1.5m≤R≤5m,5°≤θ≤45°；其中，R为传感器定位圆圆心到传感器探针的距离，θ为传感器探针对与定位圆连线形成的扇形夹角。
5.一种电压测量传感器阵列位置优化系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取三相架空输电线传感器中每对探针之间的合成感应差分电压信号；
计算模块，用于根据所述合成感应差分电压信号计算被测电压和导线位置测量值；
优化模块，用于根据传感器弧形阵列的半径和传感器弧形阵列的极间夹角设置约束条件，根据所述被测电压和所述导线位置测量值设置目标函数，利用粒子群算法进行传感器弧形阵列位置优化，得到传感器弧形阵列的最佳位置。
6.根据权利要求5所述的电压测量传感器阵列位置优化系统，其特征在于，计算模块具体包括：
构建单元，用于根据所述合成感应差分电压信号构建待测导线电压方程；
求解单元，用于利用牛顿迭代法对所述待测导线电压方程进行求解，得到被测电压和导线位置测量值。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，其上存储有一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至4中任意一项所述的方法。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任意一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410080657.7A CN117890658A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410080657.7A CN117890658A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117890658A true CN117890658A (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=90645545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410080657.7A Pending CN117890658A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117890658A (zh) |
-
2024
- 2024-01-19 CN CN202410080657.7A patent/CN117890658A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101459334B (zh) | 电力系统故障信息获取方法 | |
| CN111624389B (zh) | 一种用于倾斜多导体系统的电流测量系统及方法 | |
| CN113655262B (zh) | 基于多维等效电容计算的电压测量自解耦方法 | |
| CN108828289B (zh) | 一种磁传感器测量三芯电力电缆各相芯线电流的偏心误差的方法 | |
| CN110261730B (zh) | 一种基于电流磁场的单根导线参数测量方法 | |
| Ji et al. | Overhead transmission lines sag and voltage monitoring method based on electrostatic inverse calculation | |
| CN113609749B (zh) | 适用于多场景的基于磁场信号的电流计算方法 | |
| CN111999543A (zh) | 一种适用于平行三相线故障选线的磁感式电流计算方法 | |
| CN107589351A (zh) | 一种用于绝缘子检测机器人的低、零值绝缘子检测方法 | |
| CN113341268B (zh) | 利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法 | |
| CN117890658A (zh) | 电压测量传感器阵列位置优化方法、系统、设备及介质 | |
| CN113064023B (zh) | 一种同塔多回输电线路故障识别方法与系统 | |
| CN116932977A (zh) | 一种三相电缆电流非接触快速测量方法、装置及系统 | |
| CN111239560A (zh) | 基于多传感器的局部放电定位方法 | |
| CN113495300B (zh) | 一种基于电荷感应的地下电缆探测方法 | |
| CN105785285A (zh) | 一种扇形三芯电力电缆表面磁场等效分析方法 | |
| CN113297526B (zh) | 一种基于Wenner四极和大地电磁数据的水平分层土壤结构联合反演方法 | |
| CN108107256A (zh) | 一种三芯电力电缆周向磁场等效分析方法 | |
| Luo et al. | Research on a Current Reconstruction Method of Multi-Core Cable Based on Surface Magnetic Field Measurements. | |
| EP2325667B1 (en) | Method and apparatus for determination of magnetic system manufacturing defects | |
| CN117890654A (zh) | 一种多导体架空线路电压非接触测量方法及装置 | |
| CN116611332A (zh) | 一种隧道输电线路磁传感器阵列的优化方法、系统及设备 | |
| CN116009098A (zh) | 一种基于tmr隧道磁阻传感器的接地网拓扑结构快速重构方法和系统 | |
| CN116068256A (zh) | 基于开环结构tmr传感器的电缆电流修正测量方法 | |
| CN118011073A (zh) | 双回杆塔导线电压的测量方法、系统、设备、介质及产品 |
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 |