本發(fā)明涉及微脈沖波形分析，具體為一種變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、通常采用阻尼振蕩來等效開關(guān)操作引起的變電站二次設(shè)備端口所受的電磁干擾，并在電磁兼容測試時(shí)用其對二次設(shè)備進(jìn)行電磁兼容抗擾度考核。在iec61000-4-18阻尼振蕩波抗擾度測試標(biāo)準(zhǔn)中，明確定義了針對gis開關(guān)引起的二次設(shè)備阻尼振蕩波波形參數(shù)，并給出了二次設(shè)備抗擾度要求和測試方法。標(biāo)準(zhǔn)僅列出共模電壓的試驗(yàn)等級，假定差模電壓是共模電壓的一半，即為等級1:0.25kv；等級2:0.5kv；等級3:1kv；等級4:2kv。上述定義中，重復(fù)率＝微脈沖個(gè)數(shù)/宏脈沖持續(xù)時(shí)間：按照pk10衰減到小于pk1值的50％的衰減程度，假設(shè)再pk20衰減到0，即認(rèn)為10個(gè)振蕩周期為振蕩波的持續(xù)時(shí)間。

2、現(xiàn)有技術(shù)主要統(tǒng)計(jì)了峰值電壓和主頻特性，對特高壓等級下的端口騷擾水平和頻率范圍有了大致的了解，在實(shí)際應(yīng)用中，還需對騷擾波形的具體特征進(jìn)一步分析和研究。因此，亟需一種對騷擾微脈沖波形的自動(dòng)分析方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明提供了一種變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法及系統(tǒng)的目的是能夠?qū)Σ杉冸娬舅矐B(tài)電磁騷擾波形數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析，生成相應(yīng)的幅值閾值，結(jié)合生成的幅值閾值，采用全局搜索的方式生成微脈沖序列，并對微脈沖序列自動(dòng)分析，得到相應(yīng)的波形參數(shù)。

3、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、第一方面，本發(fā)明提供了一種變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法，包括：采集變電站瞬態(tài)電磁波形數(shù)據(jù)并提取波形數(shù)據(jù)特征，對所述波形數(shù)據(jù)特征進(jìn)行分析得到端口類型和背景噪聲幅值，并獲取第一幅值閾值；搜索序列全局最大值，將所述序列全局最大值作為最大微脈沖峰值點(diǎn)，根據(jù)事先確定的距離閾值提取得到所述最大微脈沖峰值點(diǎn)的位置及附近對稱的距離閾值個(gè)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)序列，作為其中一個(gè)微脈沖提取到二維數(shù)組中；在原序列中將提取出的所述波形數(shù)據(jù)序列置零，并重復(fù)提取及置零的步驟直到找出所有幅值大于所述第一幅值閾值的微脈沖；對所述二維數(shù)組中的微脈沖序列進(jìn)行分析，得到變電站瞬態(tài)電磁波形數(shù)據(jù)對應(yīng)的微脈沖波形參數(shù)。

5、作為本發(fā)明所述的變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述端口類型和背景噪聲幅值的獲取包括：

6、基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建波形識別模型，采集歷史變電站瞬態(tài)電磁波形數(shù)據(jù)，針對每一個(gè)變電站瞬態(tài)電磁波形數(shù)據(jù)標(biāo)注端口類型和背景噪聲幅值，生成樣本數(shù)據(jù)，采用所述樣本數(shù)據(jù)對所述波形識別模型進(jìn)行訓(xùn)練；

7、將實(shí)時(shí)采集的變電站瞬態(tài)電磁波形數(shù)據(jù)導(dǎo)入訓(xùn)練后的波形識別模型，提取波形數(shù)據(jù)特征，并對所述波形數(shù)據(jù)特征進(jìn)行分析得到端口類型和背景噪聲幅值；

8、根據(jù)所述端口類型和背景噪聲幅值設(shè)置第一幅值閾值。

9、作為本發(fā)明所述的變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：大于所述第一幅值閾值的微脈沖的獲取包括：

10、微脈沖的持續(xù)時(shí)間為us級，整個(gè)宏脈沖的時(shí)間為ms級，相鄰兩脈沖間隔時(shí)間遠(yuǎn)大于微脈沖本身持續(xù)時(shí)間，基于此特點(diǎn)搜索序列全局最大值，并將所述序列全局最大值作為最大微脈沖峰值點(diǎn)；

11、根據(jù)事先確定的距離閾值提取得到所述最大微脈沖峰值點(diǎn)的位置及附近對稱的距離閾值個(gè)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)序列，將所述波形數(shù)據(jù)序列另存為新的序列，即第一峰值微脈沖，并將所述第一峰值微脈沖作為其中一個(gè)微脈沖提取到二維數(shù)組中；

12、將原序列中提取第一峰值微脈沖位置處的數(shù)值全部置零后再次進(jìn)行全局搜索找出最大值，按上述步驟提取波形數(shù)據(jù)序列另存為新的序列，即第二峰值微脈沖，并將所述第二峰值微脈沖作為其中一個(gè)微脈沖提取到二維數(shù)組中；

13、重復(fù)置零和提取的步驟直到找出所有幅值大于所述第一幅值閾值的微脈沖。

14、作為本發(fā)明所述的變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：將所有幅值大于所述第一幅值閾值的微脈沖全部提取到二維數(shù)組中，所述二維數(shù)組的每一行都是一維微脈沖波形數(shù)據(jù)。

15、作為本發(fā)明所述的變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述微脈沖波形參數(shù)的獲取包括：

16、將所述二維數(shù)組中的每一行數(shù)據(jù)利用小波變換進(jìn)行降噪處理后得到新的二維數(shù)組pulse1，計(jì)算所述新的二維數(shù)組pulse1中每一行數(shù)據(jù)的變化率；

17、將所述每一行數(shù)據(jù)的變化率與事先確定的變化率閾值進(jìn)行比較，將所述每一行數(shù)據(jù)的變化率第一個(gè)大于所述變化率閾值的絕對時(shí)間記為pstart，所述每一行數(shù)據(jù)的變化率最后一個(gè)大于所述變化率閾值的絕對時(shí)間記為pend，并將pstart和pend的差值作為微脈沖持續(xù)時(shí)間；

18、將所述二維數(shù)組中最大峰值微脈沖對應(yīng)的位置的時(shí)間記為tmax，再從所述最大峰值微脈沖對應(yīng)的位置向零時(shí)刻進(jìn)行搜索，直至搜索到首個(gè)與所述最大峰值微脈沖異號的點(diǎn)，將所述首個(gè)與所述最大峰值微脈沖異號的點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)間記為tmin，再將tmax與tmin之差乘以0.8得到微脈沖上升時(shí)間。

19、作為本發(fā)明所述的變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述微脈沖波形參數(shù)的獲取還包括：

20、將所述二維數(shù)組中所有負(fù)值置零得到新的二維數(shù)組pulsep，按照時(shí)間搜索滿足條件的點(diǎn)作為波形中過零點(diǎn)zeros，將波形中過零點(diǎn)的位置記為zp，按照所述波形中過零點(diǎn)的位置在原波形數(shù)據(jù)中搜索兩兩過零點(diǎn)間的最大值或者最小值，將所述最大值或者最小值中絕對值大于第二幅值閾值的值作為脈沖峰值pk，并生成脈沖峰值序列；

21、將所述脈沖峰值序列按照時(shí)間進(jìn)行排序形成正負(fù)交錯(cuò)的脈沖峰值序列，將峰值pk1和pk3之間的時(shí)間差作為脈沖振蕩周期，則微脈沖衰減即為pk5/pk1，pk10/pk1。

22、作為本發(fā)明所述的變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述按照時(shí)間搜索滿足條件的點(diǎn)作為波形中過零點(diǎn)zeros，其中所述條件具體包括：

23、搜索到的點(diǎn)本身等于零，且同時(shí)前一個(gè)位置的點(diǎn)等于零，后一個(gè)位置的點(diǎn)大于零；或者搜索到的點(diǎn)本身等于零，且同時(shí)前一個(gè)位置的點(diǎn)大于零，后一個(gè)位置的點(diǎn)等于零。

24、第二方面，本發(fā)明提供了一種變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析系統(tǒng)，包括：

25、波形采集模塊，用于采集變電站瞬態(tài)電磁波形數(shù)據(jù)；

26、閾值設(shè)置模塊，用于提取變電站瞬態(tài)電磁波形數(shù)據(jù)的特征，對所述波形數(shù)據(jù)特征進(jìn)行分析得到端口類型和背景噪聲幅值，并獲取第一幅值閾值；

27、全局搜索模塊，用于搜索序列全局最大值，將所述序列全局最大值作為最大微脈沖峰值點(diǎn)，根據(jù)事先確定的距離閾值提取得到所述最大微脈沖峰值點(diǎn)的位置及附近對稱的距離閾值個(gè)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)序列，作為其中一個(gè)微脈沖提取到二維數(shù)組中；

28、置零搜索單元，用于在原序列中將提取出的所述波形數(shù)據(jù)序列置零，并重復(fù)提取及置零的步驟直到找出所有幅值大于所述第一幅值閾值的微脈沖；

29、參數(shù)分析模塊，用于對所述二維數(shù)組中的微脈沖序列進(jìn)行分析，得到變電站瞬態(tài)電磁波形數(shù)據(jù)對應(yīng)的微脈沖波形參數(shù)。

30、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算設(shè)備，包括：

31、存儲(chǔ)器和處理器；

32、所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述方法的步驟。

33、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述方法的步驟。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的變電站瞬態(tài)電磁騷擾微脈沖波形自動(dòng)分析方法和系統(tǒng)，能夠?qū)Σ杉冸娬舅矐B(tài)電磁騷擾波形數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析，生成相應(yīng)的幅值閾值，結(jié)合生成的幅值閾值，采用全局搜索的方式生成微脈沖序列，并對微脈沖序列自動(dòng)分析，得到相應(yīng)的波形參數(shù)。