[发明专利]一种纯光纤电子式电流互感器故障辨识方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种纯光纤电子式电流互感器故障辨识方法、系统及介质，本发明的故障辨识方法的步骤包括：获取纯光纤式电流式互感器的状态信号x(t)；对状态信号x(t)进行模态分解得到多个本征模态函数分量；利用主成分分析法对多个本征模态函数分量进行主成分分析提取用于故障辨识的特征向量；将特征向量输入预先训练好的机器学习分类模型得到纯光纤式电流式互感器的故障辨识结果，该机器学习分类模型被预先训练建立了特征向量、故障辨识结果之间的映射。本发明能够有效实现纯光纤电子式电流互感器故障辨识，且具有故障辨识准确度高、原理简单快捷、辨识速度快的优点。

技术领域

本发明涉及电流互感器故障检测技术，具体涉及一种纯光纤电子式电流互感器故障辨识方法、系统及介质。

背景技术

近年来，随着全光纤电子式互感器在智能变电站中逐步应用普及，对其进行传感特性和运行状态特征识别就显得非常必要。随着电力系统向大容量和特高压方向发展，对电力设备小型化、智能化、高可靠性的要求越来越高。近年来，伴随光纤和电子技术的进步，各种电子式互感器得到了迅猛的发展。区别于传统互感器，电子式互感器具有质轻体小、绝缘性能优良、抗电磁干扰能力强、动态测量范围大、频率响应范围宽、灵敏度高和便于实现智能化等优点。其中全光纤电流互感器是电子式电流互感器的主要技术路线之一，具备上述电子式互感器的通用优势，同时由于测量原理是利用了电流感生磁场对光纤中传播光束造成的相位差，故除可测量交流电流外，还可以测量直流电流。

光纤电流传感器是一种基于Faraday磁光效应和数字闭环检测技术的光纤传感器，具有检测精度高、绝缘性能好、带宽高、抗外界干扰能力强、体积小、结构灵活等优点。电力系统中采用电磁感应原理的电磁式电流互感器较多，但此种互感器存在着许多问题，比如：绝缘结构在高压时体积大、成本高、可靠性下降；线性度差，动态范围小等问题。纯光纤电子式互感器是一种理论成熟、频谱范围宽、响应特性优良的新型电流、电压传感器，是未来建设坚强智能电网应用设备的发展趋势之一，也是泛在电力物联网感知层的一种重要传感元件，目前在特高压直流系统中应用较多，在智能电网建设前期，包括纯光纤电子式互感器在内的电子式互感器也得到过少量试点应用，但由于器件适应性和长期运行可靠性(与原理性能无关)表现不够理想，目前在电力系统中应用很少，研究较少。研究光纤传感信号的特征提取以及故障辨识，特征提取对模式识别的准确率有着非常重要的影响。

对纯光纤电流式互感器的故障进行辨识能够很好的利用纯光纤电子式电流互感器，一方面能利用光纤传感的敏感性准确地传感环境扰动信号，另一方面能对光纤传感器传感的包含着各类噪声以及扰动信息的混合信号进行信号处理和特征提取、然后进行故障辨识，以便工作人员采取相应的措施，为后续泛在电力物联网及智能电网的应用起到了一定的促进作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种纯光纤电子式电流互感器故障辨识方法、系统及介质，本发明能够有效实现纯光纤电子式电流互感器故障辨识，且具有故障辨识准确度高、原理简单快捷、辨识速度快的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种纯光纤电子式电流互感器故障辨识方法，实施步骤包括：

1)获取纯光纤式电流式互感器的状态信号x(t)；

2)对状态信号x(t)进行模态分解得到多个本征模态函数分量；

3)利用主成分分析法对多个本征模态函数分量进行主成分分析提取用于故障辨识的特征向量；

4)将特征向量输入预先训练好的机器学习分类模型得到纯光纤式电流式互感器的故障辨识结果，所述机器学习分类模型被预先训练建立了特征向量、故障辨识结果之间的映射。

可选地，步骤2)的详细步骤包括：

2.1)确定状态信号x(t)的所有极值点，包括极大值点与极小值点；