基于层次聚类的终端波形相似度评价方法

为深入挖掘录波波形在配电终端健康状态评估中的作用,提出了一种基于层次聚类与层次分析相结合的配电终端健康状态评估方法。通过动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)算法计算源信号波形与终端录波波形的距离。将各指标对终端采样的影响两两比较,构建比较矩阵,进行层次分析,计算各指标权重。将权重与各指标下的聚类结果相结合,提出适用于终端采样波形全局对比的评估体系。通过计算源信号波形与终端采样波形之间的相似度,与评估体系比较判定终端的健康状态,实验证明该方法能为配电终端的健康状态评估提供数据支撑。

基于地震波波形相似的薄互层识别方法

随着油田勘探开发程度的深入,目标储层大都具有薄、小、深、碎的特点,高精度薄互层识别成为储层预测的热点和重点。目前常用的时频分析方法和谱分解技术受限于地震数据,无法满足薄互层精确刻画的要求;高分辨率反演方法也因地球物理反演的非线性特征导致结果存在多解性。为此,提出基于地震波波形相似的薄互层识别方法:首先采用波形库思想,构建井旁道—测井敏感曲线波形库;之后利用改进Manhattan距离联合线性相关系数法计算波形相似度,进行波形匹配;最后将波形相似度作为唯一驱动,建立地震数据与高分辨率测井数据间的数学联系,最终得到高分辨率处理剖面。该方法充分利用了地震、测井数据分别具有的横向和纵向高分辨率优势,能够有效识别薄互层目标,极大地降低了反演结果的多解性。模型试算验证了方法的可行性;实际资料处理结果表明该方法显著提高了纵向分辨率,对调谐尺度内的薄互层识别提供了技术支撑。

基于暂态波形相似度的特高压输电线路故障定位技术

为提升输电线路故障定位精度,提出基于暂态波形相似度的特高压输电线路故障定位技术。根据输电线路正反向差电流与故障点电流的关联关系,采用Pearson关联系数分析故障数据正反向差电流波形细节处的相似度,构建故障测距函数,结合细菌觅食优化算法及改进蚁群算法优化故障测距函数,求解行波流经故障位置两侧的时间差,通过计算输电线路端点到故障点的距离,实现特高压输电线路故障定位。实验结果表明:该技术可实现对输电线路各位置、各类型故障的精准定位,且受过渡电阻、噪声的影响较小。

基于α-DDTW算法与功率波形相似度的馈线OP互联匹配

OP互联是指供电企业内部对电力调度系统(OMS)及设备(资产)运维精益管理系统(PMS)中维护的台账数据进行有效关联。针对中压配电网10 kV馈线OP互联流程复杂、效率低下,且缺乏有效校验机制等问题,提出了一种基于配电网多源量测数据与系统台账信息的馈线OP数据校核与匹配方法。首先,从OMS和PMS中提取功率、设备参数等信息,并对台账及功率进行预处理,形成功率时间序列矩阵;然后,基于α-DDTW距离评估两侧馈线功率波形近似度,实现馈线OP数据的校核与关联匹配;最后,对华东某市电力公司的系统数据进行算例分析,验证了所提方法的有效性与实际工程应用价值。

基于波形相似度特征的多端柔直电网故障自适应重合闸方案

针对多端柔性直流电网工程中架空线路重合闸原理缺乏选择性、容易重合于永久性故障而造成二次冲击的问题,当前已有一系列基于单端量的重合闸原理,但是此类重合闸原理存在全线耐受过渡电阻能力不足甚至在区内两端存在死区的问题。此外,有些保护方案在注入判别信号时还存在需要增设附加装置或辅助控制方式的缺点。为此,尝试通过双端量通信的方式解决上述问题。首先,分析了瞬时性故障与永久性故障下的对侧线模行波的故障特点;随后,结合不同故障性质的特点得出了对侧线模电流推演值与测量值间波形相似度的差异性,并提出一种基于Hausdorff距离算法的相似度差异性量化方法;得益于双端量判别方式对注入信号形态的要求较单端方式大为降低,提出了一种无需增设附加装置或辅助控制的直流断路器(DCCB)注入信号生成方式;最后,形成了一种基于波形相似度特征匹配的自适应重合闸方案。仿真结果表明所提重合闸判据有效保护范围可覆盖线路全长、有较高耐受过渡电阻能力、并具有良好的适用性。

基于波形相似度比较的线路快速纵联保护研究

针对基于工频量线路纵联保护动作速度受制于滤波算法数据窗以及抗干扰能力不足的问题,提出一种基于波形相似度比较的线路快速纵联保护算法。该方法利用故障发生后故障线路两侧波形间不一致形变的特征,通过Hausdorff距离算法对包括故障暂态时刻在内的任意时刻信号进行相似度比较,实现故障的快速识别和切除。该文结合算法特点提出对应的保护整定方法,并在整定的基础上分析算法的动作特性。针对原有Hausdorff距离算法受异常数据影响的缺陷,分析线路保护可能面临的异常数据特征,提出相应的改进策略。理论分析和仿真试验验证了所提算法的有效性和优越性。

基于波形相似度的抗电流互感器饱和变压器相位差动保护

变压器差动保护中电流互感器饱和导致保护可靠性与速动性降低。文中利用波形相似度对变压器区内、区外故障,尤其是电流互感器饱和时两侧电流相位信息进行提取,提出一种基于波形相似度的抗电流互感器饱和变压器差动保护判据,以识别包含电流互感器饱和在内的各种故障情况。仿真与动模试验结果表明,该判据在识别变压器区内、外故障,尤其是电流互感器饱和时均能做出正确判断。对于噪声干扰的情况仅需做简单处理判据即可有效识别故障。

基于波形相似度分析的直流输电线路故障测距

为了克服行波测距原理耐受过渡电阻能力较弱以及所需采样率过高的缺陷,提出了一种基于波形相似度分析的直流输电线路故障测距方法。基于正向、反向差电流与故障点电流的函数关系,利用Pearson相关系数分析2种差电流波形相似性并提取故障位置的相关信息。所提方法利用线路两端电压、电流的时域信息,受过渡电阻影响较小,具备较强的抗噪声能力,可靠性高。经过PSCAD/EMTDC仿真验证,所提方法能够实现线路全长的准确故障定位。

组间波形相似度及在中医推拿法垂直作用力信号分析中的应用

目的研究表征同类信号不同组间波形相似程度的定量指标,并应用于中医推拿法垂直作用力信号分析。方法对两列同类周期信号序列归一化和波形误差分析后,定义表征同类信号不同组间波形相似程度的组间波形相似度。实测著名推拿医师、已学习中医法一段时间的研究生和法初学者3组操作者的法垂直作用力信号,计算3组信号的组间波形相似度,分析他们的相似程度。结果数位推拿医师之间的法垂直作用力信号组间波形相似度较高,可作为其他法垂直作用力信号与之比较的模板,研究生和医师之间的相似度次之,初学者与医师之间的相似度最低,三者有显著性差异。结论本文提出的组间波形相似度可以作为评判中医推拿法垂直作用力信号不同组间波形相似程度的定量指标,也可应用于其他近周期信号组间波形的相似程度评判。

基于波形相似度的容差模拟电路软故障诊断

针对容差模拟电路输出波形参数的随机性,构造了描述特定电路状态的特征区间向量,据此提出了一种基于多频响应波形相似度的软故障诊断方法。对每一种软故障,分别施加K种不同频率的激励信号,获取K个由输出响应构成的标准特征区间向量作为该故障状态的信号特征。对待测电路施加相同的K种频率的激励信号,获取K个待测样本,分别与每种故障模式的K个相应的标准特征区间向量进行相似度计算,获取K个波形相似度,在波形相似度融合中考虑了均方差权重系数和可信度权重系数,得到待测样本与该故障模式的总体相似度。最后依据一定的模糊规则进行故障定位。仿真实验证明,本方法在保证较高诊断准确率的情况下,对测点要求低,易于在自动测试系统中实现诊断的自动化。

导引头电子舱自动测试系统中波形相似性度量问题的研究

针对某型号导引头电子舱自动测试系统中波形合格性测试的特殊应用需求,在对已有相似性度量算法进行研究的基础上,提出了适合于本系统应用的波形相似性度量方案;该方案将向量夹角余弦算法和平均绝对差算法相结合,分别从整体和局部对被测波形进行相似度测量;此外还引入了动态滑动窗口算法,解决了被测波形与模板波形的相位对齐问题;对比实验结果表明,与区域相关法、动态时间归正法以及骨架树匹配法相比,该相似性度量方案更加有效、实用。

基于波形相似的谐波及无功电流检测

非线性负荷所产生的谐波对电网造成了极大的危害,本文分析了现有的谐波及无功电流检测方法,从最小能量损耗的分析入手,得到了与之密切相关的电压和电流的波形所满足的条件,并以电压和电流的最小能量误差为判据,提出了一种基于波形相似理论的谐波及无功电流检测方法。通过PSCAD仿真验证了该检测方法的有效性和正确性。

基于电压波形相似度测量的十二相不控整流装置故障诊断

为实现十二相整流发电机整流装置故障准确定位,首先对正常和故障情况下的整流二极管两端电压进行解析分析,得到两种情况下整流二极管两端波形的解析表达式;其次,建立了十二相不可控整流装置的仿真模型,仿真验证解析表达式的正确性,并指出了整流二极管在故障前后的电压波形变化规律;再次,基于向量夹角余弦提出了十二相不可控整流装置故障诊断算法,并通过动态滑动窗口算法解决了电压波形的相位对齐问题;最后,以十二相同步整流发电机整流装置中整流二极管两端的实际电压波形试验验证了该方法的有效性。

基于改进DTW的行波波形相似性的高压直流输电线路保护方案

直流输电线路单端量保护不能实现绝对选择性,对于纵联保护,需要考虑故障暂态时的电容电流和两侧采样数据的同步性。区外故障时直流输电线路满足行波特征不变性,线路两侧波形的相似度高,区内故障破坏了行波特征不变性,线路两侧波形的相似度低,由此提出一种基于改进动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)的行波波形相似性的高压直流输电线路保护方案。DTW算法通过对时间轴的伸缩,实现2个序列的动态匹配,具有良好的耐同步特性。基于改进DTW的保护方案,在启动判据启动后,计算线路两侧故障行波波形之间的改进动态时间弯曲距离,建立识别直流线路区内外故障的判据。仿真结果表明,该算法能够准确识别区内外故障,不存在保护死区,具有较好的耐同步性,耐受过渡电阻能力强,具有一定的抗噪声和抗异常数据的能力。

基于波形相似性的单台地震目录校正——以仙游地震序列为例

本文基于波形相似性提出了一种适用于地震序列中单台事件目录校正的方法。以福建仙游地震序列为研究对象,应用双差地震定位(HypoDD)算法对多台事件进行重定位,依据记录波形相似性将仙游地震序列事件划分为161个事件丛集,以多台事件重定位目录为参考,对单台事件目录进行校正。结果表明,本方法能够有效地实现单台事件目录的合理校正,有助于提升地震序列目录的完整性和地震目录的实用性。以HypoDD重定位目录为参考的校正目录可用于地震参数计算。分析校正后的仙游地震序列目录认为,序列中的单台事件主要由金钟水库库区局部应力调整诱发。

基于波形相似度检测的换相失败预测控制改进方法

换相失败是高压直流输电系统常见故障之一。为抑制直流输电系统逆变器换相失败的发生,目前实际工程普遍采用换相失败预测控制(CFPREV)环节。但该环节易受故障合闸角的影响,在某些故障合闸角下,零序电压指标的变化趋势与故障严重程度变化趋势相悖,这将严重制约其启动速度,不利于换相失败抑制。文中在CFPREV基础上,提出一种基于波形相似度检测的CFPREV改进方法,利用Pearson相关系数实时表征零序电压波形变化,快速检测故障,规避了原CFPREV在某些故障合闸角下启动慢的不足。基于CIGRE标准测试模型的仿真结果表明,所提出的控制策略可以消除故障合闸角对原CFPREV的影响,提高CFPREV环节动作灵敏性,在一定程度上抑制直流输电系统首次换相失败。

基于波形相似度的水电站电流饱和变压器保护装置设计

为解决传统水电站电流饱和变压器保护装置保护及时率低的问题,基于波形相似度设计水电站电流饱和变压器保护装置。计算水电站电流饱和变压器保护运维动态基线,补偿水电站电流饱和变压器保护功率因数,基于波形相似度,分析水电站电流饱和变压器保护信号,采用NBC叠片式弹片,设定水电站电流饱和变压器保护装置额定电压,实现水电站电流饱和变压器保护装置设计。设计实例分析,结果表明,设计的保护装置保护及时率明显高于对照组,能够解决传统保护装置保护及时率低的问题。

基于波形相似的变频器网侧模块状态评估

针对风力发电机组网侧变频器绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块故障率高,但能够很好地直接反映器件运行状态并对状态进行评估的监测参量,例如集射极导通饱和电压与结温难以在工程中测量,导致无法精确获取网侧变频器IGBT模块运行状态的问题,此处提出基于波形相似度计算模型的变频器网侧模块评估方法,利用动态规整算法建立了相似度计算模型,计算待分析波形与基准波形之间的最小规整距离,进而计算得到两者的相似度,并对相似度数值进行分类,最终实现网侧变频器运行状态判断。通过仿真与实验证明该算法模型能够明显区分正常波形与异常波形,可为网侧变频器IGBT模块的故障诊断提供辅助。

基于零模涌流波形相似度的零差保护CT极性校验方法

由于变压器正常运行时无零序电流,零差保护回路CT(变压器Y侧)存在极性校验的难题。传统极性校验方法需要利用负荷电流,存在应用局限。为此,提出了基于零模涌流的零差保护CT极性无负荷校验方法。该方法利用变压器空载合闸励磁涌流的零模分量,通过计算Y侧自产与中性点零模涌流的波形相似度,采取“假设-检验”的方式,遍历所有可能的极性错误情况,实现零差保护CT极性正确性的校验,并引入欧氏距离以进一步提高方法对极端涌流情况的适应性。基于PSCAD/EMTDC4.6和Matlab对此方法进行了仿真分析,并利用南方电网某500 kV主变空载合闸涌流录波数据进行了验证,结果表明该方法能在无负荷情况下可靠识别零差保护二次回路CT极性错误类型,有效防止零差保护误动。

基于波形相似性度量的雷达辐射源分选方法研究

针对基于提取雷达参数特征的分选方法中存在的特征提取困难、受噪声影响大以及对波形变化敏感等问题,依据相似性度量理论,文中提出了一种基于波形相似度测量的雷达辐射源分选方法。在完成对已有相似性度量算法研究的基础上,采用将夹角余弦算法、平均绝对差算法、动态滑动窗口算法相结合的方法,分别从雷达波形的整体和局部测量波形的相似度,实现雷达辐射源信号的配对分选。仿真结果表明,该方法能够克服传统分选方法的缺陷,相比基于信号互相关的分选算法,有效提高辐射源信号分选的准确率,对先验知识的依赖性不强,具有一定的抗噪能力。