基于虚拟通道延拓的局部放电信号压缩采样方法

作     者：赵仕策 赵洪山 曲岳晗 马利波 任惠 Zhao Shice;Zhao Hongshan;Qu Yuehan;Ma Libo;Ren Hui

作者机构：华北电力大学电气与电子工程学院保定071003 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2023年第38卷第12期

页      面：3366-3378页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学] 

主　　题：局部放电 压缩感知 观测矩阵 非相干性 虚拟通道延拓 

摘      要：针对局部放电信号频域非带限且要求采样频率过高而引发的电路参数与性能矛盾,提出一种基于虚拟通道延拓的局部放电信号压缩采样方法,利用压缩感知并行测量来降低采样频率。通过在采样电路中实现虚拟通道延拓,降低了并行测量通道数,优化了压缩采样电路结构。为了使测量通道参数适合局部放电信号特征,提出了基于非相干性延拓的三值观测矩阵设计算法,包括引入自相干正则项和利用时序加窗差值的变步长梯度下降法来降低参数相干性。最后,将观测矩阵用于虚拟通道延拓电路,实现局部放电信号的压缩采样。结果表明,文中的压缩采样方法将采样频率降低至1.6 MHz,利用多通道测量将整体采样频率和数据量分别压缩至48%和14%,将实际并行测量通道数优化至12条。该文的压缩采样方法降低了传感设备的元器件参数要求和电路结构复杂度,达到了电力设备局部放电信号在线监测的需求。