基于SVM的高压输电线电压等级识别方法研究

发布时间：2021-05-10 16:39

　　高压架空输电线路作为远距离输电的主要方式,其带电作业成为电力作业中的重要内容。虽然带电作业有严格的操作规范,但是由于作业人员疏忽大意导致的触电事故经常发生,高压输电线路带电作业防触电预警问题始终是电力部门的难题。为了实现高压输电线路带电作业防触电预警,越来越多的高压安全预警设备在带电作业过程中被使用。但是这些设备通常只是通过固定的电场强度阈值实现安全预警,而没有根据不同电压等级安全距离处不同的电场强度自适应调整阈值。因此这些设备在针对不同电压等级线路施工时,要么预警距离过远无法正常施工,要么预警距离过近没有起到防触电预警的效果。为了实现高压安全预警设备能在不同电压等级的高压输电线路带电作业中智能预警,需在带电作业操作之前实现电压等级的识别。本文研究了高压输电线路带电作业登塔过程中的电压等级识别方法,设计了工频电场传感器、高压预警系统,针对10kV、35kV和110kV三种电压等级,进行了高压输电线路带电作业登塔过程中电场强度及登塔高度的信息采集,每种电压等级采集了30组数据。研究并确定了kalman滤波器的参数,利用kalman滤波器对所采集的数据进行了滤波。利用PAA特征提取方法对所... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 工频电场检测及高压预警研究现状
        1.2.1 电场检测及高压防触电预警设备研究现状
        1.2.2 电压等级识别研究现状及方法分析
        1.2.3 支持向量机分类识别方法研究现状
    1.3 论文主要研究内容与结构
第二章 高压输电线路带电作业及电场测量
    2.1 高压输电线路带电作业与安全
        2.1.1 高压输电线路作业工况
        2.1.2 高压输电线路带电作业事故的主要原因
        2.1.3 高压输电线路带电作业安全距离
    2.2 高压输电线路电场非接触测量
        2.2.1 电场非接触测量原理
        2.2.2 电场传感器电路设计
        2.2.3 电场传感器及测量数据
    2.3 电场传感器标定及实际数据采集
        2.3.1 narda电场测量仪
        2.3.2 对比测试及传感器校准
        2.3.3 实际工况测试实验
    2.4 数据预处理方法
        2.4.1 信号滤波
        2.4.2 kalman滤波
        2.4.3 kalman滤波步骤
    2.5 高压输电线路带电作业信号滤波
        2.5.1 登塔高度kalman滤波器参数的确定
        2.5.2 电场信号kalman滤波器参数的确定
    2.6 本章小结
第三章 高压输电线路电压等级识别原理
    3.1 特征提取
        3.1.1 特征提取方法
        3.1.2 基于PAA的差分特征提取法
    3.2 数据分类
        3.2.1 线性可分数据
        3.2.2 线性不可分数据
    3.3 SVM线性二分类
        3.3.1 SVM原理
        3.3.2 最优超平面
        3.3.3 最优超平面求解
    3.4 约束优化问题求解
        3.4.1 约束优化问题
        3.4.2 拉格朗日对偶问题
    3.5 SVM模型求解
        3.5.1 lagrange乘数求解
        3.5.2 更新常数项
        3.5.3 最优解判别条件
    3.6 本章小结
第四章 高压输电线路带电作业电压等级识别
    4.1 基于kalman滤波的高压输电线电压等级识别
        4.1.1 实现流程
        4.1.2 基于kalman滤波的高压输电线特征提取
        4.1.3 SVM数据识别流程
        4.1.4 测试结果与分析
    4.2 信息融合原理及方法
        4.2.1 多传感器信息融合方法
        4.2.2 全局最优的分布式融合kalman滤波器
    4.3 基于信息融合的高压输电线电压等级识别
        4.3.1 实现流程
        4.3.2 登塔过程信息融合结果
        4.3.3 基于信息融合的识别结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 基于嵌入式的高压输电线带电作业电压等级识别
    5.1 硬件系统设计
        5.1.1 MCU模块
        5.1.2 电源模块设计
        5.1.3 硬件系统PCB设计
    5.2 软件系统设计
        5.2.1 主程序流程
        5.2.2 模型更新程序设计
        5.2.3 电压等级识别程序设计
    5.3 嵌入式系统的电压等级识别算法实现
        5.3.1 电压等级识别结果
        5.3.2 基于嵌入式的电压等级识别结果分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间发表的学术论文及参与的科研项目
    A.发表的学术论文
    B.参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
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[2]500kV超高压变电站整体工频电场仿真计算与测量分析[J]. 罗鹏,杨峰,周君杰,蔡明月.  电工电能新技术. 2016(09)
[3]基于振动信号SVM分类的配变故障识别方法[J]. 洪翠,杨华锋,卢国仪,杨耿杰.  仪器仪表学报. 2016(06)
[4]基于改进LLE算法的机械故障特征压缩与诊断[J]. 王江萍,崔锦.  科学技术与工程. 2016(13)
[5]基于SVM分类的红外舰船目标识别[J]. 张迪飞,张金锁,姚克明,成明伟,吴永国.  红外与激光工程. 2016(01)
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[7]高压输电线下三维工频电场的矩量法数学计算[J]. 王敬晓,李斌,高艳霞.  深圳大学学报(理工版). 2015(03)
[8]220kV变电站工频电场的仿真分析[J]. 徐禄文,罗鹏,邹岸新,李永明,付志红.  电测与仪表. 2015(10)
[9]基于改进Kalman滤波算法的航迹平滑[J]. 梁健,王京京.  无线电工程. 2015(05)
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博士论文
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[2]基于支持向量机的若干分类问题研究[D]. 周绮凤.厦门大学 2007
[3]多传感器数据融合及其在电机故障诊断中的应用研究[D]. 陈理渊.浙江大学 2005

硕士论文
[1]工频电场信号检测与智能预警系统[D]. 吴顶顶.电子科技大学 2016
[2]组式高压电场测量和安全距离报警系统研究[D]. 毛凯.重庆大学 2014
[3]基于视频图像的火灾识别研究[D]. 李玲.华南理工大学 2012
[4]工频电场测量方法及安全警示系统设计研究[D]. 刘聪汉.重庆大学 2012
[5]高电压现场施工安全距离报警新技术及样机开发研究[D]. 丁月明.华中科技大学 2011



本文编号：3179699