33、地下电缆故障建模与跟踪及AUV群避障研究

地下电缆故障建模与跟踪及AUV群避障研究

地下电缆故障建模与跟踪

地下电缆相比于架空输电系统具有诸多优势，在地下电缆的设计和绝缘研究中，暂态分析至关重要。暂态过程通常持续时间极短，随后逐渐趋于稳态，但在此期间，系统会承受高幅值的电流和电压，这可能对电缆绝缘造成影响，因此对地下电缆进行暂态研究意义重大。

在暂态情况下，电流和电压信号的突变会导致信号的幅值、相位和频率发生变化。为了实现暂态检测，信号建模和参数估计是必不可少的。一旦检测到任何参数的微小变化，将有助于进行故障诊断和电缆健康监测。

目前，已有许多算法用于跟踪通用电力系统信号，但针对地下电缆暂态信号跟踪和参数估计的算法却相对较少。参数估计可通过参数化和非参数化两种方法实现。非参数化方法如FFT虽有提及，但存在结果近似的缺点。由于实时信号中存在噪声，参数化方法在噪声环境下表现更优。以下是一些参数化方法的介绍：
- 扩展卡尔曼滤波器 ：Chen等人实现了扩展卡尔曼滤波器的扩展版本，用于跟踪具有谐波分量的信号，能准确测量电力信号的谐波幅值和相角。
- 新型EKF算法 ：为了估计畸变信号的频率，作者实现了一种新型EKF算法。
- 改进的复卡尔曼滤波器（ECKF） ：在频率估计方面表现更好。
- 基于卡尔曼滤波器的方法 ：用于检测地下电缆的早期故障。
- 改进的小波变换（DTCWT） ：用于特征提取和基于稀疏表示的分类（SRC）方法，以识别电力系统暂态，如电容器投切、励磁涌流、电机启动和短路故障。