一种电压稳定性监测方法及系统与流程

本发明涉及电压监测，尤其是涉及一种电压稳定性监测方法及系统。

背景技术：

1、在电子电路和电力系统中，特别是稳压源或集成电路中，对电压稳定性的监测是一项尤为重要的工作，电子设备通常对供电电压的波动和噪声非常敏感。稳定的电压可以保护电子设备免受电压波动引起的损害，确保设备始终获得所需的电压，以维持其性能和功能，而不稳定的电压可能导致设备故障、过热或电路元件损坏，以导致停电和设备损坏的风险。

2、目前，为了对电压稳定性进行监测，公开号为cn110346737a的中国专利提供了一种直流系统的监测装置及监测方法，包括通过与第一电压检测组件以及与第二电压检测组件，分别采集到电源母线的电压值和后备电源的电压值；根据二者的电压差的绝对值与预设的阈值的比较，判断后备电源脱离电源母线。然而，上述方法仅仅是通过简单的阈值判断对电压稳定性进行监测，而无法得到引起异常的原因，从而不便于在出现电压异常情况时及时采取相应措施。

技术实现思路

1、为了便于在电压稳定性监测的同时分析产生异常的原因，本申请提供了一种电压稳定性监测方法及系统。

2、第一方面，本申请提供的一种电压稳定性监测方法，采用如下的技术方案：

3、一种电压稳定性监测方法，包括：

4、对稳压源的输出进行采样，得到电压采样信号，并获取电压采样性信号的基本参数；

5、对电压采样信号进行频域分析，以生成原始频域信号；

6、构建特征数据集，并基于特征数据集创建稳定性分析模型；

7、将原始频域信号以及基本参数输入至稳定性分析模型中，通过稳定性分析模型对原始频域信号以及基本参数进行聚类操作，以生成稳定性监测结果以及异常分析。

8、可选的，所述对电压采样信号进行频域分析，以生成原始频域信号，具体包括：

9、对电压采样信号进行快速傅里叶变换，得到频谱；

10、提取频谱中各个频率分量的振幅信息以及相位信息，并将振幅信息以及相位信息以数组的形式组合，以得到原始频域信号。

11、可选的，所述构建特征数据集，具体包括：

12、对电压采样信号进行滤波去噪处理，并对滤波去噪处理后的电压采样信号进行频域分析，得到去噪频域信号；

13、对原始频域信号和去噪频域信号进行相减处理，得到噪声频域信号；

14、从去噪频域信号中提取波纹参数；所述波纹参数包括波纹幅度以及波纹频率；

15、从噪声频域信号中提取噪声参数；

16、基于噪声参数、波纹参数以及基本参数为原始频域信号标定分类标签，以得到特征数据集。

17、可选的，所述基于特征数据集创建稳定性分析模型，具体包括：

18、将数据集按照预设比例分为训练集以及测试集；

19、将训练集中的所有数据作为样本数据点储存至预设knn分类模型；

20、将测试集中的每条原始频域信号以及基本参数依次输入至预设knn分类模型，得到预测结果；

21、基于预测结果对预设knn分类模型的模型参数进行迭代更新，得到稳定性分析模型。

22、可选的，所述模型参数包括k值和距离度量方法，所述距离度量方法包括欧氏距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离以及余弦相似度。

23、可选的，所述基于噪声参数、波纹参数以及基本参数为原始频域信号标定分类标签，具体包括：

24、分别预先设定噪声参数、基本参数、波纹幅度以及波纹频率的正常工作区间；

25、分别判断噪声参数以及波纹幅度的值是否均属于各自对应的正常工作区间，若是，则输出波动监测第一结果；若否，则计算第一偏离百分比并输出波动监测第二结果；

26、判断波纹频率是否属于对应的正常工作区间，若是，则输出频率监测第一结果，若否，则计算第二偏离百分比并输出频率监测第二结果；

27、分别判断每一项基本参数是否均属于各自对应的正常工作区间，若是，则输出基础监测第一结果，若否，则计算第三偏离百分比并输出基础监测第二结果；

28、基于频率监测结果、波形监测结果以及基础监测结果生成稳定性监测结果；

29、基于第一偏离百分比、第二偏离百分比以及第三偏离百分比，生成异常分析；

30、根据稳定性监测结果以及异常分析为原始频域信号标定分类标签。

31、可选的，所述基于频率监测结果、波形监测结果以及基础监测结果生成稳定性监测结果，具体包括：

32、分别预设第一偏离百分比、第二偏离百分比以及第三偏离百分比的权重值；

33、根据第一偏离百分比、第二偏离百分比、第三偏离百分比以及权重值，计算异常偏离指数；

34、根据异常偏离指数，生成异常分析。

35、第二方面，本申请提供一种电压稳定性监测系统，采用如下技术方案：

36、一种电压稳定性监测系统，基于上述方法，所述系统包括：

37、采样模块，用于对稳压源的输出进行采样，得到电压采样信号，并获取电压采样性信号的基本参数；

38、频域分析模块，用于对电压采样信号进行频域分析，以生成原始频域信号；

39、模型构建模块，用于构建特征数据集，并基于特征数据集创建稳定性分析模型；

40、结果输出模块，用于将原始频域信号以及基本参数输入至稳定性分析模型中，通过稳定性分析模型对原始频域信号以及基本参数进行聚类操作，以生成稳定性监测结果以及异常分析。

41、第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下技术方案：

42、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及储存在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行如上述任一种方法的计算机程序。

43、第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：

44、一种计算机可读存储介质，包括存储有能够被处理器加载并执行如上述任一方法中的计算机程序。

45、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

46、1.由于原始频域信号以及基本参数同时包括了电压采样信号的时域信息以及频域信息，所以利用稳定性分析模型对原始频域信号以及基本参数进行分析，便于得到电压稳定性以结果及异常分析，从而实现了在电压稳定性监测的同时分析产生异常的原因。

47、2.通过对噪声参数、波纹幅度、波纹频率以及基本参数的判断，便于具体的分析出异常产生的原因以及稳定性分析的结果，基于此对原始频域信号进行分类便签的标定，准确性较高，且便于稳定性监测模型直接通过原始频域信号得出异常分析的结果，而无需对原始频域信号再进行其他的处理分析，较为节约程序。

技术特征：

1.一种电压稳定性监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对电压采样信号进行频域分析，以生成原始频域信号，具体包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建特征数据集，具体包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于特征数据集创建稳定性分析模型，具体包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于噪声参数、波纹参数以及基本参数为原始频域信号标定分类标签，具体包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于频率监测结果、波形监测结果以及基础监测结果生成稳定性监测结果，具体包括：

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述模型参数包括k值和距离度量方法，所述距离度量方法包括欧氏距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离以及余弦相似度。

8.一种电压稳定性监测系统，其特征在于，基于如权利要求1-7任一所述的方法，所述系统包括：

9.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器、处理器以及储存在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行如权利要求1-7中任一种方法的计算机程序。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1-7中任一方法中的计算机程序。

技术总结
本申请涉及一种电压稳定性监测方法及系统，属于电压监测技术领域，电压稳定性监测方法包括对稳压源的输出进行采样，得到电压采样信号，并获取电压采样性信号的基本参数；对电压采样信号进行频域分析，以生成原始频域信号；构建特征数据集，并基于特征数据集创建稳定性分析模型；将原始频域信号以及基本参数输入至稳定性分析模型中，通过稳定性分析模型对原始频域信号以及基本参数进行聚类操作，以生成稳定性监测结果以及异常分析。由于原始频域信号以及基本参数同时包括了电压采样信号的时域信息以及频域信息，便于稳定性分析模型对进行电压稳定性以及异常分析。本申请具有在电压稳定性监测的同时分析产生异常的原因的效果。

技术研发人员：王文一,王犇
受保护的技术使用者：南通至正电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15