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。

基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法

随着我国电力系统规模的扩大和输电容量的增加,Yd连接的高阻抗变压器得到了广泛应用。传统的变压器零序差动保护采用二次谐波比进行涌流制动,但该方法在空投于内部故障时会出现拒动情况。提出了一种基于环流相似度的变压器零模涌流识别与零序保护方法,该方法计算原方零模涌流和副方环流的波形相似度,再根据变压器三相的饱和系数识别内部故障,综合实现变压器准确的涌流闭锁。仿真和实验结果表明,所提保护方法在变压器和应涌流及空投于内部故障情况下均能正确动作。

基于Tanimoto相似度的变压器零序差动保护约束方案

作为变压器重要保护之一的零序差动保护灵敏度高,抗干扰能力强,其保护判据的比较对象是三相进线侧相电流和得到的自产零序电流与中性线零序电流。三相进线电流互感器(current transformer,CT)和中性线电流互感器(neutral current transformer,NCT)饱和特性的差异会对零序电流的传变造成误差,传变后的零序电流波形会产生不同程度的畸变,从而导致虚假差流的产生,进而引起零序差动保护的误动作。针对该问题,在分析各种工况下经CT传变后两侧零序电流大小、相位特征的基础上,提出了一种基于Tanimoto相似度的变压器零序差动保护约束方案,并仿真验证了所提约束方案的有效性。

基于故障行波相似度的风电送出线路保护研究

分布式风电场站并入配电网后,由于其短路电流幅值受控、频率偏移等特点,传统配电网三段式电流保护难以准确判别风电送出线路故障。提出一种基于故障电流行波相似度的配电网风电送出线路快速保护方法,以快速可靠保证配网的稳定安全运行。首先分析了送出线路两端电源故障电流输出差异,利用故障初始阶段电流行波波形差异性提出相似度纵联保护方法,小波模极大值用于启动保护,通过改进的最长公共子序列算法度量两端波形相似度完成故障判别。最后仿真结果表明了所提方法优越的快速性和可靠性。

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。

基于故障时刻自同步的波形比较式多端配电网快速保护方案

为打破电气量的同步采集技术壁垒,并合理应对不平衡差流问题,分析了基于故障检测时刻保护数据自同步的实现方法,利用多端电流合成和Tanimoto系数构建了波形相似度比较式保护新判据。基于5G网络数据实时传输功能,形成了一套适用于多端配电网的综合快速保护方案。经PSCAD/EMTDC软件仿真,验证了所提方案能够快速可靠地确定故障区段,能很好地适应配电网复杂故障场景。

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。

基于行波波形综合相似度比较的电缆故障选线

针对现有小电流接地故障行波选线方法高度依赖行波初始波头的不足,通过分析三芯电缆故障行波折、反射过程,提出了基于行波电流波形综合相似度比较的小电流接地系统电缆故障选线方法。该方法首先利用S变换提取电缆故障产生的金属护层接地线行波电流时频信息,然后构造行波电流信号的时频能量矩阵和波形相似度矩阵,进而根据波形相似度矩阵计算每条线路和其他线路的行波波形综合相似度系数,最后通过比较波形综合相似度系数实现故障选线。仿真和实测数据分析表明,所提出的方法可以充分利用暂态行波故障信息,且不受系统中性点接地方式、故障位置、过渡电阻等因素影响,选线结果准确、可靠。

基于零序电流波形相似度的接地故障定位方法

为了准确定位小电流接地系统中单相接地故障点,在中心站故障定位系统架构下,基于暂态录波故障指示器,将故障定位转化为比较零序电流相似度的问题。在对线路拓扑结构采用六位数编码进行描述的基础上,设计了基于离散均方根距离的故障定位算法。通过仿真模拟实际运行中可能出现的各种接地故障,并进行定位试验。测试结果表明,将对比零序电流波形相似度应用到配电自动化在线监测领域中进行接地故障定位是可行的。

基于互相似性度量的航空电源系统故障诊断

工业测量中的数据丢失会导致被测信号序列采样数据的缺失,进一步使得重构波形的局部特征与实际信号出现差异。该问题在稀疏数据点构成的信号序列中尤为严重,非完整信号序列将为航空电源系统的故障诊断带来挑战。针对该问题,提出一种基于电流宏观波形相似性度量的时域故障诊断方法。首先,监测航空电源系统三相输出电流并进行归一化处理;其次,根据正弦电流波形特征进行信号序列重构以消除三相相位差异;再次,采用动态时间规整算法对数据缺失的非等长信号序列进行补齐并使三相序列数据元素相匹配;继次,基于序列匹配关系构建电流波形绝对和相对相似度作为诊断变量;最后,K-近邻算法被用于故障模式的识别。经过验证与比较分析,所提方法能够基于数据缺失的稀疏信号序列,准确实现航空电源系统的开路故障诊断。

脉动流模拟系统血压波形相似度算法研究

目的研究表征血压波形间相似程度的量化指标,并应用到脉动流模拟系统中血压波形的分析。方法在对已有相似度算法进行研究的基础上,结合血压波形自身的特点,提出加权平均算法。该算法将相关系数法和特征参数法相结合,分别从整体和局部特征对波形进行相似性度量,兼具全局匹配和局部比较的优点。结果与夹角余弦法、平均绝对差法和数值型相似系数法相比,加权平均算法更适用于血压波形相似度的分析。结论加权平均算法可以表征不同血压波形之间的差异,比较不同脉动流装置之间的模拟性能,进一步完善后还可以用于其他生理波形的分析。

以声谱图相似度为度量的波形音乐检索

近年来,基于内容的音乐检索研究日益受到重视,不少检索方法被提出来。其中,大部分方法主要集中在精确地表征音乐的某一两个特征,以反映出音乐某一两个突出方面的性质。论文采取完全不同的思路,使用从声谱图中提取的特征矩阵来表示音乐,查询片断与数据库中候选乐曲的相似度从而转化成两个特征矩阵间的相似度。实验结果表明:该方法不仅过程与计算简单,而且能够取得良好的检索效果。