油气管道防交流干扰动态防护方法、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及管道的干扰防护领域，更具体的说是涉及一种油气管道防交流干扰动态防护方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.随着国内管道建设规模的不断扩大，电气化铁路以及高压输电线等基础电气工程的飞速发展，管道外部环境日趋复杂。当前，国内长输油气管道的交流干扰源主要来自电气化铁路和高压输电线两大类。电气化铁路主要通过阻性耦合和感性耦合的方式对临近范围内平行或交叉段管道产生交流干扰。
3.虽然国内长输油气管道均采用外防腐蚀层和针对直流杂散电流的阴极保护相结合的防腐蚀体系，能够有效降低管道所受电化学腐蚀的影响。但是当存在交流干扰的时候，即使阴极保护系统在有效保护状态，在管道防腐层缺陷处也会发生交流腐蚀；尤其当管道交流干扰电压过大的时候，还会对管道附属设备以及操作人员造成人身安全威胁。同时，管道对地的交流干扰电压还会影响阴极保护系统中的主要设备的正常工作，严重时甚至使保护装置无法工作。
4.在现有技术中，对干扰的消除，是从干扰源、传播途径、被干扰目标三个角度着手。当前管道对于交流干扰的防护主要从传播途径着手，具体体现在两方面，分别是：排流法和对管道加强绝缘层防护。加强管道绝缘层的防护，对于防护交流干扰而言，仅仅能够降低交流干扰通过管道腐蚀点由土壤进入管道的传导分量和程度。而交流干扰仍然可以通过电磁感应的方式耦合到管道上并体现出影响。目前应用最广泛的就是基于传播途径防护的排流法，但是存在以下几方面的问题：1、排流法在一定程度上会影响阴极保护的效果，因此在具体场合要对排流量进行限定。2、会干扰铁路自身的钢轨电位分布和电流分布，对铁路造成干扰等不良影响。3、会造成排流区域内的金属结构腐蚀加剧。4、维护工作量大，而且效果不明显。
5.因此减缓管道的交流干扰并且展开防护就十分重要，对本领域技术人员来说，如何有效实现油气管道防交流干扰是亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种隧道超前地质预报方法、系统及存储介质，能够剔除成像结果中的干扰信息，实现隧道超前地质的准确预报。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一方面，提供一种油气管道防交流干扰动态防护方法，具体步骤包括如下：
8.实时采集干扰源在受干扰目标上产生的干扰信号；
9.将所述干扰信号由模拟量转换为数字量，获取所述干扰信号中交流频率分量的幅值和相位，
10.根据所述干扰信号中交流频率分量的幅值和相位产生相位相反的干扰补偿信号；
11.将所述干扰信号与所述干扰补偿信号共同作用于所述受干扰目标，实现对所述干扰信号的抵消。
12.可选的，还包括将持续采集的干扰信号数据进行存储保留，动态进行历史数据的统计分析，得出一个动态阈值，所述干扰补偿信号最大不超过所述动态阈值。
13.可选的，所述动态阈值的获取方法为：将当前时刻采集到的干扰信号幅值放入历史数据库中，统计出历史数据库中95％累积分布概率下的第一阈值，并将所述第一阈值作为幅度限值；如果没有历史数据存在，则直接将当前时刻采集到的干扰信号幅值作为输出限值，然后将所述输出限值与所述幅度限值作比较，如果小于所述幅度限值，则将所述输出限值作为输出幅值；如果超出所述幅度限值，则按照幅度限值进行输出。
14.可选的，还包括将所述干扰信号与所述干扰补偿信号统一上传到云平台，由云平台统一进行存储和显示。
15.可选的，还包括对所述受干扰目标进行统计，达到固定频数时进行定点位置的人工检查和维护。
16.另一方面，提供一种油气管道防交流干扰动态防护系统，包括依次连接的信号采集模块、数据获取模块、反相信号计算模块、抵消模块；其中；
17.所述信号采集模块，用于实时采集干扰源在受干扰目标上产生的干扰信号；
18.所述数据获取模块，用于将所述干扰信号由模拟量转换为数字量，获取所述干扰信号中交流频率分量的幅值和相位；
19.所述反相信号计算模块，用于根据所述干扰信号中交流频率分量的幅值和相位产生相位相反的干扰补偿信号；
20.所述抵消模块，用于将所述干扰信号与所述干扰补偿信号共同作用于所述受干扰目标，实现对所述干扰信号的抵消。
21.可选的，还包括降噪模块，所述降噪模块与所述信号采集模块相连，用于对所述干扰信号进行降噪处理。
22.最后，提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种油气管道防交流干扰动态防护方法的步骤。
23.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种油气管道防交流干扰动态防护方法、系统及存储介质，具有以下有益的技术效果：以干扰源和受干扰目标作为防护出发点，即实时采集干扰源在受干扰目标上产生的干扰信号，然后在受干扰目标上叠加与干扰信号波形相对应的反相干扰信号，通过波形叠加来实现在一定区域内对外来干扰信号的抵消，实现了对交流干扰的提前干预，降低了交流干扰对管道的腐蚀、对保护设备的影响、对人身安全的影响，降低排流措施对铁路的影响。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1为本发明的方法流程图；
26.图2为本发明的干扰信号抵消示意图；
27.图3为本发明的系统结构图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明实施例1公开了一种油气管道防交流干扰动态防护方法，如图1 所示，如图2所示为干扰信号抵消示意图，具体步骤包括如下：
30.s1、实时采集干扰源在受干扰目标上产生的干扰信号；
31.s2、将干扰信号由模拟量转换为数字量，获取干扰信号中交流频率分量的幅值和相位，
32.s3、根据干扰信号中交流频率分量的幅值和相位产生相位相反的干扰补偿信号；
33.s4、将干扰信号与干扰补偿信号共同作用于受干扰目标，实现对干扰信号的抵消。
34.进一步的，将持续采集的干扰信号数据进行存储保留，动态进行历史数据的统计分析，得出干扰信号的数值分布概率和累积概率特性，得出一个动态阈值，干扰补偿信号最大不超过动态阈值。
35.具体的，首先将当前瞬时采集到的交流干扰信号幅值放入历史数据库中，作为其中的一部分对历史数据进行计算；然后统计出此刻历史数据95％累积分布概率下的不超过数值，并将该数值最为此刻功放单元输出的幅度限值。如果存储单元中没有历史数据存在，则直接将此刻采集到的交流干扰信号幅值作为输出限值。
36.然后将输出限值与最大输出幅值作比较，如果小于最大输出幅值，则按照前一步中统计的输出限值作为输出幅值；如果超出最大输出能力，则按照最大输出幅值进行输出。
37.通过对每一时刻交流干扰电压历史数据的累积概率特性分析，得出一个动态输出最大限值；所发出的反相抵消信号最大不超过该限值，避免监测传感器受到外界干扰而输出与实际交流干扰信号幅度不匹配的补偿信号，从而产生过补偿的问题。
38.进一步的，还包括将干扰信号与干扰补偿信号统一上传到云平台，由云平台统一进行存储和显示。
39.更进一步的，还包括对受干扰目标进行统计，达到固定频数时进行定点位置的人工检查和维护。
40.本发明实施例2公开了一种油气管道防交流干扰动态防护系统，如图3 所示，包括依次连接的信号采集模块、数据获取模块、反相信号计算模块、抵消模块；其中；
41.信号采集模块，用于实时采集干扰源在受干扰目标上产生的干扰信号；
42.数据获取模块，用于将干扰信号由模拟量转换为数字量，获取干扰信号中交流频率分量的幅值和相位；
43.反相信号计算模块，用于根据干扰信号中交流频率分量的幅值和相位产生相位相反的干扰补偿信号；
44.抵消模块，用于将干扰信号与干扰补偿信号共同作用于受干扰目标，实现对干扰
信号的抵消。
45.进一步的，还包括降噪模块，降噪模块与信号采集模块相连，用于对干扰信号进行降噪处理。
46.最后，提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现一种油气管道防交流干扰动态防护方法的步骤。
47.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。