基于残余空间电荷记忆效应的高压直流电缆极性反转处理方法、装置、终端设备及存储介质与流程

本发明涉及电缆控制，尤其涉及一种基于残余空间电荷记忆效应的高压直流电缆极性反转处理方法、装置、终端设备及存储介质。

背景技术：

1、高压直流电缆是远距离、大容量电力传输的关键设备，广泛应用于跨区域电网、海上风电送出及城市直流配网等场景。在实际运行中，高压直流电缆需要根据系统调度指令进行极性的反转，例如双极直流系统单极故障后的功率反转，或者在停运后重新投入运行。高压直流电缆在长期加压运行后，其交联聚乙烯xlpe或油纸绝缘层内部会注入并积聚大量的空间电荷。当电缆停运或电压极性发生变化时，这些残余电荷并不会立刻消散，而是表现出明显的记忆效应，即电荷会在绝缘材料中保持较长时间，并维持其原有的极性分布，如果在此状态下直接进行极性反转或重新施加电压，原残余电荷所形成的电场将与新施加的电场方向相反或局部叠加，导致绝缘层内部局部电场严重畸变，显著增加绝缘击穿风险。

2、现有的一些极性反转策略通过降低翻转电压的幅值或减慢反转速度来试图减小冲击，但是这些方法并未从根本上解决残余空间电荷的记忆效应，仍然依赖于经验参数，缺乏对电荷消散状态的实时自适应控制。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种基于残余空间电荷记忆效应的高压直流电缆极性反转处理方法、装置、终端设备及存储介质，能有效解决现有技术依赖于经验参数，缺乏对电荷消散状态的实时自适应控制的问题。

2、本发明一实施例提供一种基于残余空间电荷记忆效应的高压直流电缆极性反转处理方法，包括：

3、获取待处理高压直流电缆在预设电压序列施加过程中的当前电荷消散响应信号；

4、根据当前电荷消散响应信号判断待处理高压直流电缆内部残余电荷的消散程度；

5、在判定残余电荷的消散程度满足预设安全判据的情况下，根据当前电荷消散响应信号提取响应特征参数，根据所述响应特征参数确定正式极性反转的安全时刻以及电压加载方式；

6、在所述安全时刻，根据所述电压加载方式对待处理高压直流电缆进行正式极性反转操作。

7、进一步地，获取待处理高压直流电缆在预设电压序列施加过程中的当前电荷消散响应信号，包括：

8、获取待处理高压直流电缆在正式极性反转或停运后重新加压前的历史运行信息；

9、根据所述历史运行信息计算残余电荷记忆风险指数；

10、在所述残余电荷记忆风险指数大于或等于预设风险阈值的情况下，向待处理高压直流电缆施加预设电压序列，获取待处理高压直流电缆在预设电压序列施加过程中的当前电荷消散响应信号。

11、进一步地，所述历史运行信息包括：运行电压幅值、额定运行电压、连续单极性运行时间、连续运行参考时间、停运时长以及历史负载因子；

12、根据所述历史运行信息计算残余电荷记忆风险指数，包括：

13、根据所述运行电压幅值与所述额定运行电压的相对比值，得到电压应力因子；

14、根据所述连续单极性运行时间以及所述连续运行参考时间的比值，确定电荷积聚时长因子；

15、根据所述停运时长以及预设的残余电荷自然衰减参考时间参数，确定停运衰减因子；

16、根据所述电压应力因子、所述电荷积聚时长因子、所述停运衰减因子、所述历史负载因子以及预设的权重系数进行计算，得到残余电荷记忆风险指数。

17、进一步地，当前电荷消散响应信号包括：释电电流信号、恢复电流信号以及电压响应信号；

18、根据当前电荷消散响应信号判断待处理高压直流电缆内部残余电荷的消散程度，包括：

19、对于所述释电电流信号，在预设电压序列维持恒定幅值的状态下，根据释电电流信号确定当前释电电流以及当前持续稳定时长，在当前释电电流小于预设释电电流阈值且当前持续稳定时长不小于预设稳定时长的情况下，判定释电电流维度满足消散要求；

20、对于所述恢复电流信号，在预设电压序列断开后，根据恢复电流信号确定恢复电流峰值以及恢复电流衰减时间常数，在恢复电流峰值小于预设恢复电流阈值且恢复电流衰减时间常数小于预设时间常数阈值，则判定恢复电流维度满足消散要求；

21、对于所述电压响应信号，在电压响应曲线的相对差异小于预设差异阈值的情况下，则判定电压响应维度满足消散要求；

22、在至少一个维度满足消散要求的情况下，判定待处理高压直流电缆内部残余电荷的消散程度满足预设安全判据。

23、进一步地，所述响应特征参数包括：释电电流峰值、恢复电流峰值以及电压响应曲线差异率；

24、根据所述响应特征参数确定正式极性反转的安全时刻以及电压加载方式，包括：

25、将所述释电电流峰值、所述恢复电流峰值以及所述电压响应曲线差异率分别与对应的预设安全阈值进行比对，在所述释电电流峰值、所述恢复电流峰值以及所述电压响应曲线差异率同时符合对应的预设安全阈值要求的情况下，判定对应时刻为正式极性反转的安全时刻；

26、在所述电压响应曲线差异率不大于预设第一差异值的情况下，确定电压加载方式对应的反转电压上升速率为第一速率；

27、在所述电压响应曲线差异率大于预设第一差异值的情况下，确定电压加载方式对应的反转电压上升速率为第二速率；其中，第一速率大于第二速率。

28、进一步地，还包括：

29、在预设电压序列施加过程中，若在预设施加时长内，残余电荷的消散程度不满足预设安全判据，则生成绝缘缺陷报警信号。

30、作为上述方案的改进，本发明另一实施例对应提供了一种基于残余空间电荷记忆效应的高压直流电缆极性反转处理装置，包括：

31、当前电荷消散响应信号获取模块，用于获取待处理高压直流电缆在预设电压序列施加过程中的当前电荷消散响应信号；

32、电荷消散程度判读模块，用于根据当前电荷消散响应信号判断待处理高压直流电缆内部残余电荷的消散程度；

33、极性反转信息确定模块，用于在判定残余电荷的消散程度满足预设安全判据的情况下，根据当前电荷消散响应信号提取响应特征参数，根据所述响应特征参数确定正式极性反转的安全时刻以及电压加载方式；

34、极性反转操作模块，用于在所述安全时刻，根据所述电压加载方式对待处理高压直流电缆进行正式极性反转操作。

35、进一步地，当前电荷消散响应信号获取模块，用于获取待处理高压直流电缆在预设电压序列施加过程中的当前电荷消散响应信号，包括：

36、获取待处理高压直流电缆在正式极性反转或停运后重新加压前的历史运行信息；

37、根据所述历史运行信息计算残余电荷记忆风险指数；

38、在所述残余电荷记忆风险指数大于或等于预设风险阈值的情况下，向待处理高压直流电缆施加预设电压序列，获取待处理高压直流电缆在预设电压序列施加过程中的当前电荷消散响应信号。

39、本发明另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中所述的一种基于残余空间电荷记忆效应的高压直流电缆极性反转处理方法。

40、本发明另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述实施例所述的一种基于残余空间电荷记忆效应的高压直流电缆极性反转处理方法。

41、通过实施本发明，至少具有如下有益效果：

42、本发明提供一种基于残余空间电荷记忆效应的高压直流电缆极性反转处理方法、装置、终端设备及存储介质，其方法能够在正式极性反转前，通过预设电压序列对待处理高压直流电缆进行预处理干预，引导内部残余电荷释放与重分布，从根源上消减电荷记忆效应的影响，真正降低极性反转过程中空间电荷叠加导致的绝缘电场畸变风险，而非单纯依靠运行参数来被动承受冲击。以当前电荷消散响应信号判断残余电荷的消散程度，能够准确掌握电缆内部电荷的真实状态，为极性反转操作提供精准的决策依据。在残余电荷消散程度满足预设安全判据的情况下，提取响应特征参数以确定正式极性反转的安全时刻和电压加载方式，既保证了反转过程的绝缘安全，又避免了统一经验参数带来不必要的时长损耗，实现安全性和作业效率的协同优化，在解决残余空间电荷的记忆效用的同时，实现对电缆电荷消散状态的协同控制。