[发明专利]天线阵列时差法定位变电站局部放电源的定位误差仿真方法

说明书

技术领域：

本发明属于电力设备绝缘状态诊断技术领域，具体涉及一种天线阵列时差法定位变电站局部放电源的定位误差仿真方法。

背景技术：

局部放电检测作为发现电力设备内隐藏缺陷及绝缘状态评估的有效手段，在变压器及气体组合绝缘电器等众多电力设备中获得广泛应用。变电站中的任意高压电力设备均可能发生局部放电，要想对全站的一次电气设备实施监测，需要在所有设备上都安装局部放电监测装置，成本极高。因此目前众多学者开展了利用车载式天线阵列实现变电站局部放电源定位、对变电站进行全方位的局部放电巡检的研究。

天线阵列中包含多个宽带全向天线，通过确定各天线间特高频信号时间差，建立多个时差定位方程，求解定位方程组获得局部放电源的位置。用于变电站局部放电源定位的天线阵列排列方式包括矩阵、菱形、三角形、Y形及四面体顶点多种方式，定位方程组求解算法包括牛顿-拉夫逊迭代方法、搜格法及粒子群最优估计及时差平面交叉法多种算法，不同天线排列方式下及定位算法的定位准确度不同，因此需要合理选取布置方法与定位算法。以往选取过程多采用实验手段，需要针对各种天线布置方式与天线间距，尽可能多地改变局部放电源的位置，才能选择出较优的布置方式与定位算法，实验过程复杂、耗费时间较长。

发明内容：

本发明的目的在于解决传统实验方法选取天线布置方式与定位算法时极为复杂的问题，提供了一种天线阵列时差法定位变电站局部放电源的定位误差仿真方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

天线阵列时差法定位变电站局部放电源的定位误差仿真方法，包括如下步骤：

1)设置输入参数与变电站空间剖分：建立变电站空间坐标系，设置天线阵列中各天线的坐标(xs_m,ys_m,zs_m)，m＝1,2,…,SN，其中SN为天线数目；假定变电站内所有局部放电设备位于同一平面上，设置变电站二维空间范围，横坐标范围为[x_min,x_max]，纵坐标范围为[y_min,y_max]，将变电站二维空间剖分为N×N个节点，且相邻两个节点之间的距离大于1m，剖分后的节点(x_i,y_i,z_p)为仿真中的局部放电源位置；设置时差误差的标准差σ_t及蒙特卡罗法统计次数N_m；

2)利用蒙特卡罗法计算变电站各剖分节点的定位误差平均值与标准差：对于第i个剖分节点，根据剖分节点与各天线的距离计算各天线接收特高频信号的理论时间差，根据设置的时差误差标准差σ_t产生N_m组随机数，将理论时间差与产生的随机数相加得到N_m组时间差；采用选取的时差定位算法对每组时间差进行定位计算，得到N_m个定位位置(xl_k,yl_k,zl_k)，其中k＝1,2,…,N_m；计算所有定位位置与剖分节点的均方根误差d_k：