本發明涉及輸電線路，具體為一種空間多方位瞬態電磁場波形參數測量系統。

背景技術：

1、隨著我國城市化進程的加速與供電負荷需求的迅速增長，電網規模不斷擴大，其結構也愈發復雜，在此背景下，如何準確可靠地監測輸電線路的運行狀態，并及時有效地避免因惡劣天氣或人為因素導致的輸電線路事故，成為了保障電網安全穩定運行的關鍵所在，傳統的輸電線路電量信號檢測方法主要依賴于在變電站內加裝互感器，然而，這種方法存在一定的局限性，例如，電磁式互感器存在引發鐵磁諧振的潛在風險，而光電式互感器則面臨測量精度需進一步提升以及易受振動與溫度影響等問題，因此，探索一種更為先進、有效的監測手段顯得尤為重要。

2、近年來，隨著電磁場測量技術的飛速發展，利用空間多方位瞬態電磁場波形參數測量系統來感知架空輸電線路周圍的空間電磁場，進而反演出線路的實際運行狀態參量，并實現這些狀態參量以及故障異常參量的一體化協同感知，已經成為了現實可能，不僅有效克服了傳統方法存在的諸多不足，還極大地提升了架空輸電線路運行狀態的綜合判斷能力和監測效率，為電網的安全穩定運行提供了更為堅實的技術支撐。

技術實現思路

1、(一)解決的技術問題

2、針對現有技術的不足，本發明提供了一種空間多方位瞬態電磁場波形參數測量系統，具備實現多種狀態參量、故障異常參量的一體化協同感知，顯著提高架空輸電線路運行狀態的綜合判斷能力，全面了解輸電線路的運行狀況，不影響架空輸電線路運行，降低實施難度等優點。

3、(二)技術方案

4、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種空間多方位瞬態電磁場波形參數測量系統，包括電磁參量獲取模塊、電磁參量分析模塊、電磁參量評估模塊以及綜合預警模塊，所述電磁參量獲取模塊通過網絡連接電磁參量分析模塊，所述電磁參量分析模塊通過網絡連接電磁參量評估模塊，所述電磁參量評估模塊通過網絡連接電磁參量預警模塊；

5、所述電磁參量獲取模塊連接有電壓傳感器、電流傳感器、導線弧垂監測裝置、風偏監測器、舞動監測裝置，并通過電壓傳感器對輸電線路進行電壓監測，并將監測的多個電壓數據形成電壓數據集，通過電流傳感器對輸電線路進行電流監測，并將監測的多個電流數據形成電流數據集；

6、所述電磁參量獲取模塊通過導線弧垂監測裝置對輸電線路進行弧垂度監測，并將監測的多個弧垂度數據形成弧垂數據集，通過風偏監測器對輸電線路進行風偏角度監測，并將監測的多個風偏角度數據形成風偏數據集，通過舞動監測裝置對輸電線路進行舞動幅度監測，并將監測的多個舞動幅度數據形成舞動數據集，所述電磁參量獲取模塊將電壓數據集、電流數據集、弧垂數據集、風偏數據集、舞動數據集發送給電磁參量分析模塊；

7、所述電磁參量分析模塊根據電壓數據集、電流數據集、弧垂數據集、風偏數據集、舞動數據集進行計算電壓變化率dybh、電流變化率dlbh、弧垂偏差度chpc、風偏頻率特性fppl、舞動頻率特性wdpl發送給電磁參量評估模塊；

8、所述電磁參量評估模塊結合電壓變化率dybh、電流變化率dlbh、弧垂偏差度chpc、風偏頻率特性fppl、舞動頻率特性wdpl進行計算綜合評估指標zhpg，并將綜合評估指標zhpg與綜合評估閾值進行對比，判斷當前的輸電線路是否存在異常，在存在異常的情況下發送異常信號給綜合預警模塊；

9、所述綜合預警模塊在接受到異常信號的情況下，發出報警。

10、優選的，所述電壓數據集的表達方式為：dysj1、dysj2、dysj3、···、dysjn，所述電流數據集的表達方式為：dlsj1、dlsj2、dlsj3、···、dlsjn，上述數據集中，dysj1、dlsj1分別為電壓數據集、電流數據集中的第一個數據，dysjn、dlsjn分別為電壓數據集、電流數據集中的最后一個數據，n代表數據集中采集的數據有n個。

11、優選的，所述弧垂數據集的表達方式為：hcsj1、hcsj2、hcsj3、···、hcsjn，所述風偏數據集的表達方式為：fpsj1、fpsj2、fpsj3、···、fpsjn，所述舞動數據集的表達方式為：wdsj1、wdsj2、wdsj3、···、wdsjn，上述數據集中，hcsj1、fpsj1、wdsj1分別為弧垂數據集、風偏數據集、舞動數據集中的第一個數據，hcsjn、fpsjn、wdsjn分別為弧垂數據集、風偏數據集、舞動數據集中的最后一個數據，n代表數據集中采集的數據有n個。

12、優選的，所述電壓變化率dybh的計算公式為：

13、

14、上述公式中，為當前瞬時電壓變化率，ts為時間間隔，α為對應的權重因素，dysjmax-dysjmin代表最大電壓數據與最小電壓數據之間的差值，tmax-tmin代表最大時間跨度，代表在給定的時間內，電壓從最小值dysjmin變化到最大值dysjmax的平均速率，β為對應權重。

15、優選的，所述電流變化率dlbh的計算公式為：

16、

17、上述公式中，為當前瞬時電流變化率，ts為時間間隔，γ為對應的權重因素，dlsjmax-dlsjmin代表最大電流數據與最小電流數據之間的差值，tmax-tmin代表最大時間跨度，代表在給定的時間內，電流從最小值dlsjmin變化到最大值dlsjmax的平均速率，δ為對應權重。

18、優選的，所述弧垂偏差度chpc的計算公式為：

19、chpc＝hcsji-(ε·hcsjl)

20、上述公式中，hcsji為實際弧垂數據，hcsjl為理想弧垂數據，ε為理想弧垂數據的修正因子，用于調整理論弧垂值，ε·hcsjl為修正后的理想弧垂數據。

21、優選的，所述風偏頻率特性fppl的計算公式為：

22、

23、上述公式中，風偏頻率特性fppl為風速不超過fpsju的累積概率，i(fpsji≤fpsju)代表指示函數，其值為1如果第i個風偏數據fpsji小于或等于fpsju，否則為0，fpsju為風速閾值。

24、優選的，所述舞動頻率特性wdpl的計算公式為：

25、

26、上述公式中，代表復指數函數，用于將時間序列轉換到頻域，wdsj(ti)代表ti時間點的舞動數據，代表從i＝0的時間點開始，到i＝n-1個數據的舞動數據的總數。

27、優選的，所述綜合評估指標zhpg的計算方式為：

28、

29、上述公式中，ω1、ω2、ω3、ω4分別為對應的權重因素，且ω1+ω2+ω3+ω4等于1。

30、優選的，當所述綜合評估指標zhpg超過綜合評估安全閾值的情況下，電磁參量評估模塊發出異常信號給綜合預警模塊。

31、與現有技術相比，本發明提供了一種空間多方位瞬態電磁場波形參數測量系統，具備以下有益效果：

32、1、本發明通過電壓傳感器、電流傳感器、導線弧垂監測裝置、風偏監測器、舞動監測裝置安裝于輸電線路非帶電部位，不影響架空輸電線路運行，降低實施難度。

33、2、本發明通過對架空輸電線路周圍空間電磁場的感知，以電磁參量反演線路實際運行狀態參量，對電壓、電流、弧垂、風偏、舞動等多個線路狀態參量進行監測，并以此實現多種狀態參量、故障異常參量的一體化協同感知，顯著提高架空輸電線路運行狀態的綜合判斷能力，全面了解輸電線路的運行狀況，避免單一參數監測可能帶來的局限性，有助于更準確地判斷線路的健康狀況和潛在風險，能夠及時發現并預警潛在的故障異常，為運維人員提供足夠的時間進行預防性維護或緊急處理，從而減少停電事故的發生。