基于虚拟阵列扩展的特高频多源局部放电DOA估计方法

作者：周南; 罗林根; 黄辉; 黄凤; 盛戈皞; 江秀臣

来源：高电压技术, 2019, 45(05): 1551-1558.

• 局部放电
• 多源局部放电
• 压缩感知
• 阵列虚拟扩展
• 空间谱估计
• 特高频

基于特高频(UHF)的多源局部放电精确波达方向(DOA)估计是开放式电力设备局部放电(PD)检测的难点。论文利用压缩感知(CS)原理,以导向矢量矩阵作为压缩感知的基变换矩阵,以随机高斯矩阵作为测量矩阵,通过多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解(RM-FOCUSS)信号重构算法,将传统的2×2特高频阵列虚拟扩展为N×N (N>2)阵列。并在局部放电信号聚焦及环境噪声抑制的基础上,利用多重信号分类(MUSIC)算法构建了局部放电信号空间谱,根据空间谱特征分布实现了对多局部放电源的准确定向。仿真结果表明,扩展4×4阵列的定向精度得到了大幅提升,方位角误差由传统2×2阵列的约10°下降至约4°。实际实验中以扩展4×4阵列为例,得到其方位角误差约为8°,俯仰角误差约为4°,局部放电定向数量从传统阵列的1个扩展到3个,进一步证明了论文所提方法的有效性。论文研究可为电力设备的局部放电检测提供参考。

• 单位
  上海交通大学; 全球能源互联网研究院