基于虚拟阵列扩展的特高频多源局部放电DOA估计方法

论文摘要

基于特高频（UHF）的多源局部放电精确波达方向（DOA）估计是开放式电力设备局部放电（PD）检测的难点。论文利用压缩感知（CS）原理,以导向矢量矩阵作为压缩感知的基变换矩阵,以随机高斯矩阵作为测量矩阵,通过多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解（RM-FOCUSS）信号重构算法,将传统的2×2特高频阵列虚拟扩展为N×N （N>2）阵列。并在局部放电信号聚焦及环境噪声抑制的基础上,利用多重信号分类（MUSIC）算法构建了局部放电信号空间谱,根据空间谱特征分布实现了对多局部放电源的准确定向。仿真结果表明,扩展4×4阵列的定向精度得到了大幅提升,方位角误差由传统2×2阵列的约10°下降至约4°。实际实验中以扩展4×4阵列为例,得到其方位角误差约为8°,俯仰角误差约为4°,局部放电定向数量从传统阵列的1个扩展到3个,进一步证明了论文所提方法的有效性。论文研究可为电力设备的局部放电检测提供参考。

论文目录

• 0 引言
• 1 压缩感知原理及扩展阵列的构造
•   1.1 压缩感知原理
•   1.2 特高频阵列信号接收模型
•   1.3 导向矢量矩阵及信号源向量扩展
•   1.4 测量矩阵的构造
•   1.5 局部放电信号重构
• 2 宽带信号聚焦处理及噪声抑制
•   2.1 局部放电宽带信号聚焦处理
•   2.2 宽带聚焦误差分析
•   2.3 基于压缩感知的噪声抑制
• 3 扩展阵列局部放电定向仿真
•   3.1 仿真条件及步骤
•     3.1.1 仿真参数的确定
•     3.1.2 构造局部放电源
•     3.1.3 阵列扩展及降噪测量矩阵构造
•     3.1.4 信号聚焦与局部放电信号重构
•     3.1.5 空间谱构造
•   3.2 仿真结果分析
• 4 实验室验证
•   4.1 实验测试条件
•   4.2 实验测试步骤
•   4.3 结果对比分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 周南,罗林根,黄辉,黄凤,盛戈皞,江秀臣

关键词: 局部放电,多源局部放电,压缩感知,阵列虚拟扩展,空间谱估计,特高频

来源: 高电压技术 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 上海交通大学电气工程系,全球能源互联网研究院

基金: 国家重点研发计划(2017YFB0902705),2016年国网公司科技项目(基于特高频无线传感技术的变电站局放在线监测和定位关键技术研究)~~

分类号: TM855

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20190430027

页码: 1551-1558

总页数: 8

文件大小: 1527K

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