[发明专利]基于压缩传感技术的故障定位装置及方法

权利要求书

1.一种故障定位装置，用于定位电力系统中的故障位置，其特征在于：该故障定位装置包括：

故障信号捕获单元，当该电力系统的电力传输线发生故障时，该故障信号捕获单元用于在一个预设的第一信号测量点处捕获来自故障点的故障信号，该故障信号包括行波信号；

信号压缩传感单元，基于压缩传感技术对该故障信号捕获单元捕获的故障信号进行压缩传感处理；

信号传输单元，用于将压缩传感处理后的信号进行传输或存储；

信号重构单元，基于该压缩传感处理后的信号对该故障信号进行重构；及

故障位置计算单元，基于重构的故障信号计算该故障点的位置。

2.如权利要求1所述的故障定位装置，其特征在于：该故障信号在该故障点处产生并传输至该第一信号测量点。

3.如权利要求2所述的故障定位装置，其特征在于：该故障定位装置还包括信号预处理单元，用于将捕获的故障信号预处理为脉冲信号后再进行压缩传感处理。

4.如权利要求3所述的故障定位装置，其特征在于：该信号预处理单元包括：

延迟器，用于将该捕获的故障信号延迟一个预设的时间段T，其中1/T≥2f_m，f_m为该故障信号中最大的设定频率；及

减法器，用于将该捕获的故障信号与延迟后的信号进行相减后输出。

5.如权利要求1所述的故障定位装置，其特征在于：该故障信号捕获单元还用于主动在该第一信号测量点处注入一个检测信号并沿电力传输线进行传播，该故障信号为该主动的检测信号在该故障点处反射后的信号。

6.如权利要求1所述的故障定位装置，其特征在于：该故障信号捕获单元还用于在一个预设的第二信号测量点处捕获来自故障点的故障信号，该故障点位于该第一信号测量点与第二信号测量点之间。

7.如权利要求1所述的故障定位装置，其特征在于：该信号压缩传感单元包括若干信号处理通道。

8.如权利要求7所述的故障定位装置，其特征在于：每一信号处理通道包括：

乘法器，用于将该捕获的故障信号与一个随机混合脉冲信号进行相乘处理；

信号整合模块，用于在时间段LRT内对上述相乘处理后得到的乘积进行累加处理，其中L为该若干信号处理通道的数量，R为一个预设的压缩比，1/T≥2f_m，f_m为该故障信号中最大的设定频率；及

模数转换器，用于对该信号整合模块输出的信号进行采样，采样率为该故障信号的尼奎斯特采样率的1/LR。

9.如权利要求8所述的故障定位装置，其特征在于：该随机混合脉冲信号P(t)基于如下公式产生：P(t)＝∑_n∈ZP_nP_o(t-nT)，其中，P_n为一个随机序列，P_o(t)为幅值为T的矩形脉冲，且0≤t≤T，n为自然数。

10.如权利要求9所述的故障定位装置，其特征在于：该L个信号处理通道的模数转换器的采样时间点分别为mLRT,(mL+1)RT,…,(mL+L-1)RT，m为自然数。

11.如权利要求8所述的故障定位装置，其特征在于：该信号整合模块包括积分器或模拟滤波器。

12.一种故障定位方法，用于定位电力系统中的故障位置，其特征在于：该故障定位方法包括：

在一个预设的第一信号测量点处捕获来自故障点的故障信号，该故障信号包括行波信号；

基于压缩传感技术对该捕获的故障信号进行压缩传感处理；

基于压缩传感处理后的信号对该故障信号进行重构；及

基于重构的故障信号计算该故障点的位置。

13.如权利要求12所述的故障定位方法，其特征在于：该捕获故障信号的步骤包括：捕获在该故障点处产生并传输至该第一信号测量点处的故障信号。

14.如权利要求13所述的故障定位方法，其特征在于：在对故障信号进行压缩传感处理之前对该故障信号进行预处理。