一种电力设备的故障暂态信号滤波方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及故障信号处理的，尤其涉及一种电力设备的故障暂态信号滤波方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、电力设备在运行过程中，可能因各种因素造成的电压波动而发生故障，故障时产生的暂态电压、电流信号是故障诊断和保护动作的核心依据。然而，实际运行环境中存在大量的白噪声、脉冲噪声以及工频谐波干扰，使故障暂态信号被强噪声淹没，严重制约了故障特征提取与辨识的准确性。

2、为此，需要对故障暂态信号进行滤波处理，以消除各种噪声与干扰，其中一种常用的滤波方法是：将故障暂态信号输入经典滤波器（如巴特沃斯滤波器），通过经典滤波器进行滤波；或者选择小波基函数和分解层数对故障暂态信号进行小波阈值去噪，以消除信号中不满足预设的噪声。

3、但采用上述的方法有如下技术问题：虽然滤波器与小波阈值可以消除部分噪声，但部分信号突变的陡峭边沿可能叠加在噪声中，所以在滤波时将部分信号突变的陡峭边沿也消除，而部分信号突变的陡峭边沿可能是故障的特征信号，需要结合部分信号突变的陡峭边沿进行故障分析，因此，采用上述技术进行滤波存在一定偏差，滤波效果不佳。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电力设备的故障暂态信号滤波方法、装置、设备及介质，能够解决现有技术存在的一个或多个的技术问题。

2、本发明实施例的第一方面提供了一种电力设备的故障暂态信号滤波方法，所述方法包括：

3、采集电力设备的原始故障暂态信号，并分别确定所述原始故障暂态信号的每个原始采样点的评估参数，所述评估参数包括：形态梯度幅值和噪声强度估计值；

4、根据所述评估参数对所述原始故障暂态信号的每一个原始采样点进行划分，分别得到突变采样点和抑制采样点；

5、分别对所述突变采样点和所述抑制采样点进行滤波处理，得到引导滤波值和滑动平均滤波值，融合所述引导滤波值和所述滑动平均滤波值得到故障滤波信号。

6、结合第一方面，在一种实现方式中，所述分别对所述突变采样点和所述抑制采样点进行滤波处理，得到引导滤波值和滑动平均滤波值，融合所述引导滤波值和所述滑动平均滤波值得到故障滤波信号，包括：

7、根据所述噪声强度估计值对所述突变采样点进行自适应引导滤波处理得到引导滤波值，以及，根据所述噪声强度估计值对所述抑制采样点进行平滑平均滤波处理得到滑动平均滤波值；

8、基于所述突变采样点和所述抑制采样点确定信号过渡带，并根据所述信号过渡带分别确定所述引导滤波值和所述滑动平均滤波值的权重值，分别得到引导权重值和滑动平均权重值；

9、采用所述引导权重值和所述滑动平均权重值对所述引导滤波值和所述滑动平均滤波值进行加权融合，得到融合信号；

10、对所述融合信号的信号起始段和信号结束段进行截断处理，得到滤波信号。

11、结合第一方面，在一种实现方式中，所述根据所述噪声强度估计值对所述突变采样点进行自适应引导滤波处理得到引导滤波值，包括：

12、确定所述突变采样点在每个引导滤波窗口的引导形态梯度最大值，采用所述引导形态梯度最大值和所述噪声强度估计值确定自适应正则系数；

13、采用所述自适应正则系数和所述突变采样点在每个引导滤波窗口的信号均值确定线性求解系数，采用所述线性求解系数对所述突变采样点进行滤波，得到引导滤波值。

14、结合第一方面，在一种实现方式中，所述根据所述噪声强度估计值对所述抑制采样点进行平滑平均滤波处理得到滑动平均滤波值，包括：

15、基于所述噪声强度估计值和预设基础窗口宽度确定滤波窗口宽度；

16、根据所述滤波窗口宽度对所述抑制采样点进行平滑平均滤波，得到滑动平均滤波值。

17、结合第一方面，在一种实现方式中，所述基于所述突变采样点和所述抑制采样点确定信号过渡带，并根据所述信号过渡带分别确定所述引导滤波值和所述滑动平均滤波值的权重值，分别得到引导权重值和滑动平均权重值，包括：

18、确定所述突变采样点和所述抑制采样点生成与所述原始故障暂态信号等长的二值掩膜序列；

19、确定所述二值掩膜序列的跳变点，以所述跳变点为中心和预设长度构建信号过渡带，其中，所述跳变点是从突变采样点跳变成抑制采样点的采样点或者从抑制采样点跳变成突变采样点的采样点；

20、采用升余弦窗函数对所述信号过渡带分配权重，分别得到引导权重值和滑动平均权重值。

21、结合第一方面，在一种实现方式中，所述采集电力设备的原始故障暂态信号，并分别确定所述原始故障暂态信号的每个原始采样点的评估参数，包括：

22、采集电力设备的原始故障模拟信号，并对所述原始故障模拟信号进行模数转换得到原始故障暂态信号；

23、对所述原始故障暂态信号进行预处理，得到预处理暂态信号，其中，所述预处理包括去直流分量和归一化处理；

24、基于预设结构元素确定所述预处理暂态信号的形态梯度序列，采用所述形态梯度序列分别计算形态梯度幅值和噪声强度估计值。

25、结合第一方面，在一种实现方式中，所述根据所述评估参数对所述原始故障暂态信号的每一个原始采样点进行划分，分别得到突变采样点和抑制采样点，包括：

26、采用所述噪声强度估计值计算自适应噪声阈值；

27、若所述原始采样点的所述形态梯度幅值大于所述自适应噪声阈值，则确定所述原始采样点为突变采样点；

28、若所述原始采样点的所述形态梯度幅值小于或等于所述自适应噪声阈值，则确定所述原始采样点为抑制采样点。

29、本发明实施例的第二方面提供了一种电力设备的故障暂态信号滤波装置，所述装置包括：

30、确定模块，用于采集电力设备的原始故障暂态信号，并分别确定所述原始故障暂态信号的每个原始采样点的评估参数，所述评估参数包括：形态梯度幅值和噪声强度估计值；

31、划分模块，用于根据所述评估参数对所述原始故障暂态信号的每一个原始采样点进行划分，分别得到突变采样点和抑制采样点；

32、滤波模块，用于分别对所述突变采样点和所述抑制采样点进行滤波处理，得到引导滤波值和滑动平均滤波值，融合所述引导滤波值和所述滑动平均滤波值得到故障滤波信号。

33、相比于现有技术，本发明实施例提供的一种电力设备的故障暂态信号滤波方法、装置、设备及介质，其有益效果在于：本发明可以采集电力设备的原始故障暂态信号，并分别确定原始故障暂态信号的每个原始采样点的评估参数；根据评估参数对原始故障暂态信号的每一个原始采样点进行划分，分别得到突变采样点和抑制采样点；分别对突变采样点和抑制采样点进行滤波处理，得到引导滤波值和滑动平均滤波值，融合引导滤波值和滑动平均滤波值得到故障滤波信号。本发明通过上述操作可以识别突变与非突变信号，再分别对突变与非突变信号进行不同的滤波处理，从而可以保留突变信号，提升滤波效果，避免过滤特征信号，以提升后续故障分析的精度。

1.一种电力设备的故障暂态信号滤波方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的电力设备的故障暂态信号滤波方法，其特征在于，所述分别对所述突变采样点和所述抑制采样点进行滤波处理，得到引导滤波值和滑动平均滤波值，融合所述引导滤波值和所述滑动平均滤波值得到故障滤波信号，包括：

3.根据权利要求2所述的电力设备的故障暂态信号滤波方法，其特征在于，所述根据所述噪声强度估计值对所述突变采样点进行自适应引导滤波处理得到引导滤波值，包括：

4.根据权利要求2所述的电力设备的故障暂态信号滤波方法，其特征在于，所述根据所述噪声强度估计值对所述抑制采样点进行平滑平均滤波处理得到滑动平均滤波值，包括：

5.根据权利要求2所述的电力设备的故障暂态信号滤波方法，其特征在于，所述基于所述突变采样点和所述抑制采样点确定信号过渡带，并根据所述信号过渡带分别确定所述引导滤波值和所述滑动平均滤波值的权重值，分别得到引导权重值和滑动平均权重值，包括：

6.根据权利要求1-5任意一项所述的电力设备的故障暂态信号滤波方法，其特征在于，所述采集电力设备的原始故障暂态信号，并分别确定所述原始故障暂态信号的每个原始采样点的评估参数，包括：

7.根据权利要求1-5任意一项所述的电力设备的故障暂态信号滤波方法，其特征在于，所述根据所述评估参数对所述原始故障暂态信号的每一个原始采样点进行划分，分别得到突变采样点和抑制采样点，包括：

8.一种电力设备的故障暂态信号滤波装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任意一项所述的电力设备的故障暂态信号滤波方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-7任意一项所述的电力设备的故障暂态信号滤波方法。