[发明专利]一种电力异常故障数据分析装置及诊断方法

说明书

技术领域：

本发明属于设备故障检测领域，特别涉及一种电力异常故障数据分析装置及诊断方法。 

背景技术：

目前对于电压异常故障数据进行分析的装置，如果信号频带和噪声频带重叠时，则利用简单的滤波技术是不可能解决问题的，对噪声抑制能力差，异常信号可以检测出来，但是两边的脉冲波过高，对于检测异常信号有影响，目前异常故障诊断方法有模糊逻辑方法、小波方法、模式识别方法等，这些方法主要利用统计学方法对数据进行分析，这些方法假设对象的动态特性是随机的，导致诊断精确度不够理想，对于较小的信号故障无能为力，另外，小波故障诊断方法存在着误报率过高的问题，严重的限制了小波故障诊断方法在实践领域中的应用，模糊逻辑方法不具备自学习能力，存在模糊诊断知识获取困难的瓶颈，尤其是故障与征兆的模糊关系较难确定，容易产生漏报和误诊，并且模糊规则、隶属函数和决策算法的最优化选择比较困难，而模式识别法它存在故障特征向量和判别函数难以表达和确定，对新颖故障的诊断无能为力，对故障界限不明确的故障模式诊断效果较差等不足。 

发明内容：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电力异常故障数据分析装置及诊断方法，通过神经网络对设备故障的计算与分析，以达到对电压的异常故障数据进行检测的目的。 

本发明的技术方案是这样实现的：本发明包括分析装置与诊断方法，其中分析装置包括信号采集单元、旋转电容滤波器电路、信号处理器、电源模块、通讯模块和上位机，信号采集单元包括第一级运算放大器、第二级反相比例运算放大器、第三级运算放大器、电阻、电容和二极管；旋转电容滤波器电路包括电阻、第四级运算放大器、第五级运算放大器、RC电路、第二双刀双掷电子开关、第三双刀双掷电子开关、第四双刀双掷电子开关和第五双刀双掷电子开关；电路联接是信号采集单元的输出端连接旋转电容滤波器电路的输入端；旋转电容滤波器电路的输出端联接信号处理器的输入端，信号处理器的输出端通过串行通讯联接上位机的输入端；电源模块联接信号处理器；其中信号采集单元由两个电阻组成的分压电路联接第一级运算放大器的同相输入端，第一级运算放大器的输出端通过电阻联接第二级反相比例运算放大器反相输入端，第二级反相比例运算放大器输出端通过电阻联接旋转电容滤波器电路的输入端，旋转电容滤波器电路的输出端联接第三级运算放大器的反相输入端，第三级 运算放大器的输出端联接由电阻和电容组成的无源滤波器，无源滤波器的输出端联接二极管组成的限幅电路。 

其中，所述的旋转电容滤波器电路包括电阻、第四级运算放大器、第五级运算放大器、RC电路、第二双刀双掷电子开关、第三双刀双掷电子开关、第四双刀双掷电子开关和第五双刀双掷电子开关，第四级运算放大器与第五级运算放大器组成并联电路，在第四级运算放大器的反相输入端联接第二双刀双掷电子开关，第二双刀双掷电子开关通过RC电路联接第三双刀双掷电子开关；在第五级运算放大器的反相输入端联接第四双刀双掷电子开关，第四双刀双掷电子开关通过RC电路联接第五双刀双掷电子开关，旋转电容滤波器电路中第二双刀双掷电子开关、第三双刀双掷电子开关、第四双刀双掷电子开关和第五双刀双掷电子开关在电路运行时相继循环联接。 

所述的电力异常故障数据分析装置的异常故障数据诊断方法，按如下步骤进行： 

步骤一、采集数据，包括电压，利用相空间重构的方法，求出嵌入延迟τ和最佳嵌入维d，利用原始时间序列V重构相空间： 

X_t＝(x_t，x_t+τ，x_t+2τ，...，x_t+(d-1)τ)            (1) 

其中t＝1，2，...M_d，M_d＝N-(d-1)τ，N是原始数据的个数，这个M_d个d维矢量在d维相空间描述出的轨迹将把混沌吸引子完全展开，在拓扑等价的情况下恢复原来系统的动力学行为； 

步骤二、局部对电压时间序列利用神经网络建模，采用BP网络作为训练模型网络，利用重构相空间后的数据训练BP网络，对采集数据进行建模，其中，d为神经网络的输入节点个数，X(t)作为神经网络的输入，得到神经网络预测原始模型； 

步骤三、采集数据x_i联合原始数据组成输入向量，作为当前神经网络的输入，通过建模，得到预测的下一步输出