综合配电箱异常数据实时检测方法、装置及介质与流程

本发明属于配电设备在线监测，具体的涉及综合配电箱异常数据实时检测方法、装置及介质。

背景技术：

1、现有综合配电箱异常检测方案均以电磁干扰与设备故障相互独立为设计前提，依靠多通道全局干扰初筛、双特征分离机制区分真伪异常。工业现场中接触器分合电弧、大功率设备启停、雷电感应等全域电磁干扰极易叠加在存在早期接触劣化、绝缘微损伤的配电箱回路上，形成干扰-故障复合信号，现有方案会出现两类致命失效。其一，强电磁干扰抬升全通道干扰特征，全局初筛逻辑直接将整帧判定为全局伪异常并终止后续故障识别，设备存在的微弱早期故障被完全遮蔽，持续产生漏检；其二，复合信号内干扰、故障分量在时域、频域深度混叠，双特征集空间分离度大幅下降，故障特征被干扰信号持续拉偏，固定阈值、模板匹配手段无法有效分离两类分量，难以还原故障真实幅值与演化规律。工业配电箱检测硬件普遍搭载低端mcu，算力与存储资源有限，无法部署盲源分离、小波阈值去噪等高复杂度信号处理算法；同时为捕捉毫伏级幅值、毫秒级时长的隐性故障信号，检测流程禁止对原始信号实施全局平滑滤波。当前行业内缺乏适配低算力硬件、无需全局平滑、可实时分离复合信号内微弱故障分量的检测方案，无法同步解决全局干扰带来的整帧漏检、混叠特征难以辨识两大核心痛点，难以满足复杂电磁工况下配电箱早期故障实时监测需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供综合配电箱异常数据实时检测方法，同时提供一种综合配电箱异常数据实时检测装置及一种计算机可读存储介质，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、综合配电箱异常数据实时检测方法，包括步骤：

4、多路电气信号同步采样分帧，执行帧属性分类初筛；对进入精检流程的信号帧，按采样点序号逐点对齐所有通道采样数据，采用截尾均值法去除两端极值后计算各采样时刻的共模干扰基底值，排除故障通道异常值对共模估计的拉偏干扰；逐点将各通道原始采样值减去对应时刻的共模干扰基底值得到差模分量，采用大时间常数一阶惯性跟踪完成慢变基线校正，输出完整保留原始时域细节的差模故障特征分量；分别基于共模干扰基底值重构干扰特征集、基于差模故障特征分量重构故障特征集，根据当前帧共模干扰强度自适应修正故障判定阈值，筛选得到故障候选通道；对故障候选通道进行多帧时域演化趋势校验，并结合配电箱电气拓扑关系执行关联一致性校验，输出最终异常检测结果。

5、进一步，所述按采样点序号逐点对齐所有通道采样数据，采用截尾均值法去除两端极值后计算各采样时刻的共模干扰基底值，具体包括：以统一采样点时序序号为唯一基准，完成所有电气采集通道单帧采样数据的逐点时序校准对齐，同一采样时刻下多通道数据一一对应；针对每一独立采样时刻聚合全部有效通道采样数据，对聚合后的数据集进行升序排序，剔除数据集双侧固定比例的极大值与极小值异常样本；基于剔除极值后的有效样本数据进行均值运算，得到对应采样时刻无偏的全域共模干扰基底值，规避单通道早期故障异常数据、瞬时随机干扰数据对共模干扰基底计算结果的偏移影响。

6、进一步，所述逐点将各通道原始采样值减去对应时刻的共模干扰基底值得到差模分量，具体包括：建立各通道原始采样数据与逐时刻共模干扰基底值的点对点时序映射关系，针对每一个通道的每一个采样点，采用时序差分运算方式剔除全域共性电磁干扰分量；剥离所有通道同步叠加的接触器分合电弧、大功率设备启停、雷电感应类全域电磁干扰，保留各采集通道差异化的设备本体运行特征数据，得到仅包含设备局部异常与小幅局部干扰的原始差模分量，实现全域干扰与设备故障局部特征的精准解耦。

7、进一步，所述采用大时间常数一阶惯性跟踪完成慢变基线校正，输出完整保留原始时域细节的差模故障特征分量，具体包括：配置趋近于常量最大值的大时间常数惯性系数，构建轻量化一阶迭代跟踪运算逻辑，仅对差模分量中的低频慢变漂移分量进行跟踪校正；所述低频慢变漂移分量包括配电箱长期运行产生的环境温漂、器件老化基线偏移干扰，在校正过程中完全保留毫秒级瞬时故障波动特征与毫伏级微弱故障幅值偏移特征；通过逐点迭代更新基线数值，完成差模分量的基线偏移补偿，输出无低频漂移干扰、完整留存原始时域细节的纯净差模故障特征分量。

8、进一步，所述分别基于共模干扰基底值重构干扰特征集、基于差模故障特征分量重构故障特征集，具体包括：基于单帧全时序连续的共模干扰基底数据，提取干扰时域均值、波动方差、峰值系数、干扰持续时长四类量化特征，构建维度完整、可实时量化更新的全局干扰特征集；基于校正后的纯净差模故障特征分量，提取故障瞬时突变幅值、时域波动频率、异常特征持续帧数、通道差异化偏差四类故障核心特征，构建高精度故障特征集；通过双特征集独立重构，提升电磁干扰特征与设备故障特征的空间分离度，解决复合信号下两类特征高度混叠、故障特征被干扰拉偏的问题。

9、进一步，所述根据当前帧共模干扰强度自适应修正故障判定阈值，筛选得到故障候选通道，具体包括：基于单帧所有采样时刻的共模干扰基底值，通过数理统计运算量化当前帧全局电磁干扰实时强度；预设固定基准故障阈值、最大极限干扰强度阈值与阈值修正常量，根据实时干扰强度与极限干扰强度的比例关系，正向动态自适应抬升故障判定阈值；干扰强度越高，故障判定阈值自适应适配性上调幅度越大，匹配强干扰场景下微弱故障特征被淹没的工况；将各通道实时故障特征幅值与自适应修正后的阈值进行逐点时序比对，将特征幅值持续超阈值、存在规律性时序波动的通道判定为故障候选通道。

10、进一步，所述对故障候选通道进行多帧时域演化趋势校验，具体包括：调取设备本地缓存的连续多帧历史故障特征数据，构建故障特征时序演化评价逻辑；基于多帧故障特征幅值变化量与帧间时间间隔，量化故障特征的时序演化速率与波动稳定性；将持续正向累积、波动区间稳定的特征变化判定为真实早期故障演化趋势，将随机正负波动、无累积性、无稳定抬升规律的特征变化判定为残余干扰伪故障特征，剔除伪故障对应的候选通道。

11、进一步，所述结合配电箱电气拓扑关系执行关联一致性校验，输出最终异常检测结果，具体包括：预先固化综合配电箱母线、分支回路、负载设备的电气拓扑关联规则库，规则库包含拓扑节点参数联动范围、故障传播路径、支路电气关联阈值；将故障候选通道的异常特征参数与拓扑关联节点的实时采集数据进行交叉一致性比对；若候选通道异常特征符合拓扑关联规律、存在关联节点参数联动偏移，则确认故障真实有效；若异常特征孤立存在、无任何拓扑关联响应，则剔除异常判定结果，通过双重校验后输出最终标准化异常检测结果。

12、一种综合配电箱异常数据实时检测装置，所述装置包括：信号采样分帧模块，用于完成多路电气信号同步采样分帧并执行帧属性分类初筛；共模基底计算模块，用于对进入精检流程的信号帧逐点对齐多通道数据，通过截尾均值法计算各时刻共模干扰基底值；故障特征提纯模块，用于逐点求解差模分量并通过大时间常数一阶惯性跟踪完成基线校正，输出纯净差模故障特征分量；特征重构与阈值修正模块，用于重构双特征集并自适应修正故障判定阈值，筛选故障候选通道；故障双重校验与输出模块，用于完成候选通道时域演化校验与拓扑关联校验，输出最终异常检测结果。

13、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被综合配电箱内置低端mcu处理器执行时，实现上述的综合配电箱异常数据实时检测方法的全部步骤。

14、本技术还公开了一种电子设备，包括：

15、至少一个处理器；以及

16、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

17、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述本发明综合配电箱异常数据实时检测方法。

18、有益效果：本技术摒弃干扰与故障相互独立的理想化假设，从根源匹配工业干扰-故障复合信号工况。通过逐点截尾均值计算共模基底，消除故障极值对干扰估计的偏移影响，同步剥离全域叠加电磁干扰，显著提升干扰、故障两类特征的空间分离程度，缓解时域频域特征混叠带来的特征拉偏问题；依托轻量化差分与一阶惯性基线校正，全程不开展全局平滑，完整保留毫秒、毫伏级微弱故障原始时域信息，且全部运算仅包含均值、迭代、比对基础逻辑，无高复杂度算法，适配低端mcu算力上限。依托干扰强度动态调整故障判定阈值，规避固定阈值在强干扰下漏检、弱干扰下误检的固有缺陷，配合多帧时域演化校验、电气拓扑关联双重校验，持续降低伪异常屏蔽真实故障的概率。搭配双模自适应链路协同支撑，全程保障检测特征传输完整无失真，整体同步解决传统方案整帧漏检、特征还原失真、硬件算力不足三大核心痛点，复杂电磁环境下早期隐性故障识别稳定性大幅提升。