本发明公开了一种非接触式三相过电压测量波形的解耦方法、系统及介质。其中方法包括：通过预先设置的录波装置采集第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器、A相、B相以及C相电压的输出波形，确定第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器对应的第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形以及A相、B相、C相对应的第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形；根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵；根据耦合系数矩阵以及第一电场波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形。
非接触式三相过电压测量波形的解耦方法、系统及介质
技术领域
[0001] 本发明涉及电压测量技术领域，并且更具体地，涉及一种非接触式三相过电压测量波形的解耦方法、系统及介质。
背景技术
[0002] 由操作及雷击等引起的暂态过电压是造成电气设备绝缘损伤的主要原因之一。变电站、输电线路现有电压测量装置主要为电容式电压互感器（CVT）或电磁式电压互感器（PT），这些设备在设计之初是为了测量工频稳态电压，而高频特性较差，在测量雷电或操作过电压等瞬态电压时失真较为严重，不能获得准确的过电压幅值与波形。光学电场传感器通过电光效应测量线路电压在空间产生的电场强度，通过位置参数的变比校核可以间接得到电压波形，避免了铁磁线圈饱和带来的测量准确度降低问题，具有较好的高频响应，特别适合输电线路的暂态过电压监测。
[0003] 在实际应用时，每相导线需要一只传感器测量，而三相导线电压产生的空间电场，均会在传感器上产生信号，其他两相电压的信号会对被测相测量结果造成干扰，即三相电压的耦合干扰问题，导致测量结果在幅值与相位上产生较大误差。此外，传感器的布置位置直接影响了校核测量结果的变比。如何简便快速的获取测量结果与实际线路电压的变比，同时消除非测量相电压对待测相电压的耦合干扰，是亟待解决的问题。
发明内容
[0004] 根据本发明，提供了一种非接触式三相过电压测量波形的解耦方法、系统及介质，以解决现有的技术无法快速的获取三相过电压的测量结果与实际线路电压的变比，并且同时无法消除非测量相电压对待测相电压的耦合干扰的技术问题。
[0005] 根据本发明的第一个方面，提供了一种非接触式三相过电压测量波形的解耦方法，包括：
[0006] 通过预先设置的录波装置采集第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器、A相、B相以及C相电压的输出波形，确定第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器对应的第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形以及A相、B相、C相对应的第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，其中第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器分别设置在三相过电压的A相、B相以及C相下方；
[0007] 根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵；
[0008] 根据耦合系数矩阵以及第一电场波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形。
[0009] 可选地，根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的计算公式如下：
[0010]
[0011] 其中EA(t)为t时刻的第一电场波形、EB(t)为t时刻的第二电场波形、EC(t)为t时刻的第三电场波形，UA(t)为t时刻的第一电压波形、UB(t)为t时刻的第二电压波形、UC(t)为t时刻的第三电压波形，M为耦合系数矩阵，并且耦合系数矩阵M可表示为：
[0012]
[0013] 其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。
[0014] 可选地，还包括：
[0015] 通过对录波装置采集的数据进行处理，分别确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形对应的第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值以及第三稳态波形峰值，并确定A相的第四稳态波形峰值、B相的第五稳态波形峰值以及C相的第六稳态波形峰值；
[0016] 根据第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定耦合系数矩阵M的耦合系数M11、M22以及M33。
[0017] 可选地，根据第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定耦合系数矩阵M的耦合系数M11、M22以及M33的公式如下：
[0018]
[0019] 其中EA为第一稳态波形峰值，EB为第二稳态波形峰值，EC为第三稳态波形峰值，UA为第四稳态波形峰值，UB为第五稳态波形峰值，UC为第六稳态波形峰值，M11、M22以及M33为耦合系数矩阵M的耦合系数。
[0020] 可选地，根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的操作，包括：
[0021] 通过对录波装置采集的数据进行处理，分别确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形在工频正弦波形周期内最大值时刻第一时间点、第二时间点以及第三时间点，并确定同一工频正弦波形周期内B相的第二电压波形的最大值时刻第四时间点；
[0022] 根据第一时间点、第二时间点、第三时间点、第四时间点以及工频正弦波形周期，确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形与B相的第一相位差、第二相位差以及第三相位差；
[0023] 根据第一相位差、第二相位差以及第三相位差、第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵。
[0024] 可选地，根据第一时间点、第二时间点、第三时间点、第四时间点以及工频正弦波形周期，确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形与B相的第一相位差、第二相位差以及第三相位差的公式如下：
[0025]
[0026] 其中 为第一时间点， 为第二时间点， 为第三时间点， 为第四时间点，T为工频正弦波形周期，φ1为第一相位差，φ2为第二相位差，φ3为第三相位差。
[0027] 可选地，根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的操作，还包括：
[0028] 根据第一相位差、第二相位差、第三相位差、第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、所述第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定三相过电压的耦合系数矩阵，公式如下：
[0029]
[0030] 其中φ1为第一相位差，φ2为第二相位差，φ3为第三相位差，EA、EB、EC、UA、UB、UC分别为第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、所述第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，并且其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。
[0031] 可选地，根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的操作，还包括：
[0032] 根据耦合系数矩阵M的耦合系数M11、M22以及M33、第一相位差、第二相位差、第三相位差、第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定三相过电压的耦合系数矩阵。
[0033] 可选地，根据耦合系数矩阵以及第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的三相电压波形的操作，包括
[0034] 将耦合系数矩阵M进行逆变换，确定耦合系数矩阵的逆矩阵M‑1；
[0035] 根据逆矩阵M‑1、第一电场波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形，计算公式如下：
[0036]
[0037] 其中U’A(t)为t时刻三相电压波形的A相电压波形，U’B(t)为t时刻三相电压波形的B相电压波形，U’C(t)为t时刻三相电压波形的C相电压波形，EA(t)为t时刻的第一电场波形、EB(t)为t时刻的第二电场波形、EC(t)为t时刻的第三电场波形，并且其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。
[0038] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种非接触式三相过电压测量波形的解耦系统，包括：
[0039] 波形采集模块，用于通过预先设置的录波装置采集第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器、A相、B相以及C相电压的输出波形，确定第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器对应的第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形以及A相、B相、C相对应的第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，其中第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器分别设置在三相过电压的A相、B相以及C相下方；
[0040] 第一确定模块，用于根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵；
[0041] 第二确定模块，用于根据耦合系数矩阵以及第一电场波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形。
[0042] 根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。
[0043] 从而根据本申请实施例，通过录波装置采集三个光学电场传感器的数据，测量简便，达到数据易于获取的效果。通过采集的数据进行测量的三相电压波形进行解耦，可实现在运线路实时测量与解耦，不影响输电线路正常运行。本方法无需使用外置电源以及外部环境因素导致的电压暂态过程，因此应用该方案是被测线路无需停运，操作简单。进而解决了现有的技术无法快速的获取三相过电压的测量结果与实际线路电压的变比，并且同时无法消除非测量相电压对待测相电压的耦合干扰的技术问题。
附图说明
[0044] 通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
[0045] 图1为本实施例所述的一种非接触式三相过电压测量波形的解耦方法的示意图；
[0046] 图2至图5为本实施例所述的现有技术的用于解耦的不同采样点时间示意图；
[0047] 图6为本实施例所述的用于计算解耦的电压峰值示意图；
[0048] 图7为本实施例所述的一种非接触式三相过电压测量波形的解耦系统的示意图。
具体实施方式
[0049] 现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0050] 除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0051] 根据本发明的第一个方面，提供了一种非接触式三相过电压测量波形的解耦方法100，参考图1所示，该方法100包括：
[0052] S101: 通过预先设置的录波装置采集第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器、A相、B相以及C相电压的输出波形，确定第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器对应的第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形以及A相、B相、C相对应的第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，其中第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器分别设置在三相过电压的A相、B相以及C相下方；
[0053] S102:根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵；
[0054] S103: 根据耦合系数矩阵以及第一电场波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形。
[0055] 正如背景技术中所述的，在实际应用时，每相导线需要一只传感器测量，而三相导线电压产生的空间电场，均会在传感器上产生信号，其他两相电压的信号会对被测相测量结果造成干扰，即三相电压的耦合干扰问题，导致测量结果在幅值与相位上产生较大误差。此外，传感器的布置位置直接影响了校核测量结果的变比。如何简便快速的获取测量结果与实际线路电压的变比，同时消除非测量相电压对待测相电压的耦合干扰，是亟待解决的问题。
[0056] 有鉴于此，本申请实施例提供的一种非接触式三相过电压测量波形的解耦方法，其中可以将第一光学电场传感器、第二光学电场传感器、第三光学电场传感器放置在输电线路A相、B相、C相下方，将第一光学电场传感器、第二光学电场传感器、第三光学电场传感器的输出端子与对应线路的CVT输出端子连接至同一台录波装置，或者使用两台录波装置分别记录传感器与CVT的波形，使用GPS装置（或者其他的计时装置）进行对时，从而实现时间的同步。
[0057] 使用该录波装置记录输电线路稳态电压，其中A相、B相、C相下方光学电场传感器测得的电场（表现形式为电压）波形分别为EA、EB、EC，CVT测得的三相电压波形分别为UA、UB、UC。由于三相电压均会产生空间电场，因此每一只传感器测量得到的是三相电压产生电场的叠加，从而计算设备可以根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵。从而可以消除输电线路三相电压产生的电场对A相/B相/C相传感器测量结果的耦合干扰。
[0058] 进一步地，根据耦合系数矩阵以及第一电场波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形。
[0059] 具体地，计算设备可以根据确定的耦合系数矩阵对测量得到的第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形进行解耦，消除了三相电压产生电场的叠加。
[0060] 从而根据上述实施方式，通过录波装置采集三个光学电场传感器的数据，测量简便，达到数据易于获取的效果。通过采集的数据进行测量的三相电压波形进行解耦，可实现在运线路实时测量与解耦，不影响输电线路正常运行。本方法无需使用外置电源以及外部环境因素导致的电压暂态过程，因此应用该方案是被测线路无需停运，操作简单。进而解决了现有的技术无法快速的获取三相过电压的测量结果与实际线路电压的变比，并且同时无法消除非测量相电压对待测相电压的耦合干扰的技术问题。
[0061] 此外，本发明的目的是针对现有非接触式电压测量的耦合干扰问题，提出一种利用稳态波形的解耦方法，消除非测量相电压对待测相电压测量结果的耦合干扰。该方法通过对比传感器与被测线路CVT测量的稳态波形，从中提取特征参数，稳态波形易于获得，并且避免了引入外施电源影响线路正常运行；不需要对三相电压的耦合关系做出假设，完整反映传感器与三相导线的相对位置关系，放宽了传感器现场布置的位置要求；算法中考虑每只传感器性能的分散性，不需要对传感器额外校准。
[0062] 可选地，根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的计算公式如下：
[0063]
[0064] 其中EA(t)为t时刻的第一电场波形、EB(t)为t时刻的第二电场波形、EC(t)为t时刻的第三电场波形，UA(t)为t时刻的第一电压波形、UB(t)为t时刻的第二电压波形、UC(t)为t时刻的第三电压波形，M为耦合系数矩阵，并且耦合系数矩阵M可表示为：
[0065]
[0066] 其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。
[0067] 具体地，由于三相电压均会产生空间电场，因此每一只传感器测量得到的是三相电压产生电场的叠加，三只传感器测量结果与三相输电线路电压的关系可表示为公式（1）：
[0068]
[0069] 其中耦合系数矩阵M可以表示为公式（2）：
[0070]
[0071] 其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。从而通过上述公式可以实现通过测量得到的第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形进行耦合系数矩阵的求解，进而为计算三相过电压的三相电压波形做准备。
[0072] 可选地，还包括：
[0073] 通过对录波装置采集的数据进行处理，分别确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形对应的第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值以及第三稳态波形峰值，并确定A相的第四稳态波形峰值、B相的第五稳态波形峰值以及C相的第六稳态波形峰值；
[0074] 根据第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定耦合系数矩阵M的耦合系数M11、M22以及M33。
[0075] 可选地，根据第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定耦合系数矩阵M的耦合系数M11、M22以及M33的公式如下：
[0076]
[0077] 其中EA为第一稳态波形峰值，EB为第二稳态波形峰值，EC为第三稳态波形峰值，UA为第四稳态波形峰值，UB为第五稳态波形峰值，UC为第六稳态波形峰值，M11、M22以及M33为耦合系数矩阵M的耦合系数。
[0078] 具体地，耦合系数矩阵中M11、M22、M33可由传感器测量得到的稳态波形峰值与CVT稳态波形峰值之比获得如公式（3）：
[0079]
[0080] 从而通过上述数据可以得到耦合系数矩阵的耦合系数M11、M22以及M33。进而便于对耦合系数矩阵进行求解。
[0081] 可选地，根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的操作，包括：
[0082] 通过对录波装置采集的数据进行处理，分别确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形在工频正弦波形周期内最大值时刻第一时间点、第二时间点以及第三时间点，并确定同一工频正弦波形周期内B相的第二电压波形的最大值时刻第四时间点；
[0083] 根据第一时间点、第二时间点、第三时间点、第四时间点以及工频正弦波形周期，确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形与B相的第一相位差、第二相位差以及第三相位差；
[0084] 根据第一相位差、第二相位差以及第三相位差、第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵。
[0085] 可选地，根据第一时间点、第二时间点、第三时间点、第四时间点以及工频正弦波形周期，确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形与B相的第一相位差、第二相位差以及第三相位差的公式如下：
[0086]
[0087] 其中 为第一时间点， 为第二时间点， 为第三时间点， 为第四时间点，T为工频正弦波形周期，φ1为第一相位差，φ2为第二相位差，φ3为第三相位差。
[0088] 具体地，对耦合系数矩阵M进行求解需要将公式（1）改写成相量的形式，因此得到三个光学传感器相对于三相过电压的相位差，其中相位差如公式（4）所示：
[0089] （4）
[0090] 其中， 分别为三相光学电场传感器波形达最大值的时刻，为CVT测量的B相电压波形在对应周期达最大值的时刻，T为工频正弦波形周期。从而通过上述公式求得三个光学传感器相对于三相过电压的相位差，进而可以将公式（1）改写成相量的形式。
[0091] 可选地，根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的操作，还包括：
[0092] 根据第一相位差、第二相位差、第三相位差、第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定三相过电压的耦合系数矩阵，公式如下：
[0093]
[0094] 其中φ1为第一相位差，φ2为第二相位差，φ3为第三相位差，EA、EB、EC、UA、UB、UC分别为第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，并且其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。
[0095] 可选地，根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的操作，还包括：
[0096] 根据耦合系数矩阵M的耦合系数M11、M22以及M33、第一相位差、第二相位差、第三相位差、第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定三相过电压的耦合系数矩阵。
[0097] 具体地，为了便于求解耦合系数矩阵M，因此需要将公式（1）改写成相量的形式，如公式（5）：
[0098]
[0099] 通过公式（5）可以得到6个方程，因此便于耦合系数矩阵的求解。将公式（3）带入到公式（5）即可得到系数矩阵各元素的计算公式（公式（6））：
[0100]
[0101] 其中φ1为第一相位差，φ2为第二相位差，φ3为第三相位差，EA、EB、EC、UA、UB、UC分别为同一时刻的第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形、第三电压波形，并且其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。EA为第一稳态波形峰值，EB为第二稳态波形峰值，EC为第三稳态波形峰值，UA为第四稳态波形峰值，UB为第五稳态波形峰值，UC为第六稳态波形峰值，M11、M22以及M33为耦合系数矩阵M的耦合系数。从而通过上述方式即可求得耦合系数矩阵。
[0102] 可选地，根据耦合系数矩阵以及第一电场波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形的操作，包括
[0103] 将耦合系数矩阵M进行逆变换，确定耦合系数矩阵的逆矩阵M‑1；
[0104] 根据逆矩阵M‑1、第一电场波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形，计算公式如下：
[0105]
[0106] 其中U’A(t)为t时刻三相电压波形的A相电压波形，U’B(t)为t时刻三相电压波形的B相电压波形，U’C(t)为t时刻三相电压波形的C相电压波形，EA(t)为t时刻的第一电场波形、EB(t)为t时刻的第二电场波形、EC(t)为t时刻的第三电场波形，并且其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。
[0107] 具体地，对耦合系数矩阵M求逆，得到耦合系数矩阵M的逆矩阵M‑1。利用耦合系数矩阵的逆矩阵，和A相、B相、C相下方光学电场传感器测得的电场波形，可以得到解耦合的输电线路三相电压波形如公式（7）：
[0108]
[0109] 从而根据本申请实施例提供的一种非接触式三相过电压测量波形的解耦方法，通过录波装置采集三个光学电场传感器的数据，测量简便，达到数据易于获取的效果。通过采集的数据进行测量的三相电压波形进行解耦，可实现在运线路实时测量与解耦，不影响输电线路正常运行。本方法无需使用外置电源以及外部环境因素导致的电压暂态过程，因此应用该方案是被测线路无需停运，操作简单。进而解决了现有的技术无法快速的获取三相过电压的测量结果与实际线路电压的变比，并且同时无法消除非测量相电压对待测相电压的耦合干扰的技术问题。
[0110] 此外，本发明提出一种利用稳态波形解耦线路非接触式电压测量波形的解耦方法，与输电线路非接触式电场传感器配合使用，可消除输电线路三相电压产生的电场对A相/B相/C相传感器测量结果的耦合干扰。并且具有以下优点：
[0111] （1）所需数据易于获取，测量简便。本发明提出的方法所需数据为工频稳态时传感器与CVT测量得到的A/B/C相电压峰值、及传感器A/B/C相波形与CVT B相波形的相位差。为获取以上数据，只需同步记录传感器输出信号与对应线路CVT信号即可，方法包括但不限于将传感器输出信号与CVT信号接入同一录波设备、或用GPS等同步装置确保波形同步等。
[0112] （2）可实现在运线路实时测量与解耦，不影响输电线路正常运行。本发明提出的方法利用稳态波形参数进行解耦，针对某一在运线路，在传感器布置完毕后，只需记录任意一段时间的稳态波形即可，对工况无特殊需求，也不需要对线路进行任何特殊操作。例如针对某一线路的合闸过程，在未解耦的情况下，直接记录合闸及合闸后稳态过程传感器与CVT的输出信号，提取稳态过程的参数，即可实现合闸暂态过程波形的解耦。
[0113] （3）不受传感器布置位置的影响。传感器只需放置在对应相导线下方即可，不要求传感器与导线严格对准，不需要测量传感器与导线、与其他相传感器、与大地的距离等位置参数。传感器通过测量线路电压在空间产生的电场强度，表征线路电圧幅值，传感器与三相线路的相对位置影响了传感器处的三相电压产生的空间电场强度。本发明提出的方法的核心部分为求解耦合系数矩阵，耦合系数矩阵中各元素的取值已包含传感器与被测导线的相对位置信息。故不需要额外测量传感器与线路位置参数，大大降低了现场测量的对传感器的布置要求，简化了操作流程。
[0114] （4）解耦后的结果已将传感器输出的信号折算至待测线路电压，不需要额外进行单位换算。
[0115] 此外，本发明和现有技术CN107766625A相比在传感器原理与解耦方法上有显著区别，具有如下：
[0116] （1）现有技术是基于电容分压器原理，高压臂电容为金属板与架空线路之间的杂散电容，随线路与传感器距离的变化而变化，对此需要调整低压臂电容C2，确保输出信号在合理区间。
[0117] 本发明使用的传感器为光学式电场传感器，与线路距离无关，不受线路高度、位置影响。
[0118] （2）解耦方法不同。现有技术需要在一个正弦电压周波中取3个时间点进行采样，进而计算影响系数kij的值。对该方法我们进行过分析，影响系数kij的计算精度取决于选取的采样点的位置，如三个采样点的间隔，以及三个采样点在一个正弦波周期内的位置等，同一组波形下，选取的采样点不同，最终解耦效果偏差较大。
[0119] 例如，对于工频正弦电压而言，一个周期T=20ms，较好的采样点选取如图2所示，这样得到的三个方程组成的方程组为线性无关方程组。但如果采样点选取的不好，则可能会出现图3、图4、图5的情况：
[0120] （图3）时间点1与3对应的方程相似，导致方程组无唯一解；
[0121] （图4）三个时间点对应的方程均相似，导致方程无唯一解；
[0122] （图5）三个时间点过于接近，对应的方程相似，导致方程无唯一解；
[0123] 此时由于采样点选取的问题，会造成方程组近似线性相关，导致计算得到的影响系数kij与真实值偏差较大，使得解耦效果较差。
[0124] 此外，参考图6所示，本发明无需对某一时刻电压波进行取样，只需测量电压互感器三相电压峰值、传感器三相电压峰值，以及电压互感器B相与传感器三相电压的相位差，即可计算耦合系数矩阵，这些参数为波形固有特征，不受采样点选取等人为因素影响，因此解耦效果较为稳定。
[0125] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种非接触式三相过电压测量波形的解耦系统700，参考图7所示，该系统700包括：
[0126] 波形采集模块710，用于通过预先设置的录波装置采集第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器、A相、B相以及C相电压的输出波形，确定第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器对应的第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形以及A相、B相、C相对应的第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，其中第一光学电场传感器、第二光学电场传感器以及第三光学电场传感器分别设置在三相过电压的A相、B相以及C相下方；
[0127] 第一确定模块720，用于根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵；
[0128] 第二确定模块730，用于根据耦合系数矩阵以及第一电场电压波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形。
[0129] 可选地，根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的计算公式如下：
[0130]
[0131] 其中EA(t)为t时刻的第一电场波形、EB(t)为t时刻的第二电场波形、EC(t)为t时刻的第三电场波形，UA(t)为t时刻的第一电压波形、UB(t)为t时刻的第二电压波形、UC(t)为t时刻的第三电压波形，M为耦合系数矩阵，并且耦合系数矩阵M可表示为：
[0132]
[0133] 其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。
[0134] 可选地，系统700还包括：
[0135] 第三确定模块，用于通过对录波装置采集的数据进行处理，分别确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形对应的第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值以及第三稳态波形峰值，并确定A相的第四稳态波形峰值、B相的第五稳态波形峰值以及C相的第六稳态波形峰值；
[0136] 第四确定模块，用于根据第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定耦合系数矩阵M的耦合系数M11、M22以及M33。
[0137] 可选地，第一确定模块710根据第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定耦合系数矩阵M的耦合系数M11、M22以及M33的公式如下：
[0138]
[0139] 其中EA为第一稳态波形峰值，EB为第二稳态波形峰值，EC为第三稳态波形峰值，UA为第四稳态波形峰值，UB为第五稳态波形峰值，UC为第六稳态波形峰值，M11、M22以及M33为耦合系数矩阵M的耦合系数。
[0140] 可选地，第一确定模块720，包括：
[0141] 第一确认子模块，用于通过对录波装置采集的数据进行处理，分别确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形在工频正弦波形周期内最大值时刻第一时间点、第二时间点以及第三时间点，并确定同一工频正弦波形周期内B相的第二电压波形的最大值时刻第四时间点；
[0142] 第二确认子模块，用于根据第一时间点、第二时间点、第三时间点、第四时间点以及工频正弦波形周期，确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形与B相的第一相位差、第二相位差以及第三相位差；
[0143] 第三确认子模块，用于根据第一相位差、第二相位差以及第三相位差、第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵。
[0144] 可选地，第一确定模块720，还具体用于根据第一时间点、第二时间点、第三时间点、第四时间点以及工频正弦波形周期，确定第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形与B相的第一相位差、第二相位差以及第三相位差的公式如下：
[0145]
[0146] 其中 为第一时间点， 为第二时间点， 为第三时间点， 为第四时间点，T为工频正弦波形周期，φ1为第一相位差，φ2为第二相位差，φ3为第三相位差。
[0147] 可选地，第一确定模块720，还具体用于根据第一电场波形、第二电场波形、第三电场波形、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的耦合系数矩阵的操作，还包括：
[0148] 第四确认子模块，用于根据第一相位差、第二相位差、第三相位差、第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定三相过电压的耦合系数矩阵，公式如下：
[0149]
[0150] 其中φ1为第一相位差，φ2为第二相位差，φ3为第三相位差，EA、EB、EC、UA、UB、UC分别为所述第一稳态波形峰值、所述第二稳态波形峰值、所述第三稳态波形峰值、所述第四稳态波形峰值、所述第五稳态波形峰值以及所述第六稳态波形峰值，并且其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。
[0151] 可选地，第一确定模块720，还包括：
[0152] 第五确认子模块，用于根据耦合系数矩阵M的耦合系数M11、M22以及M33、第一相位差、第二相位差、第三相位差、第一稳态波形峰值、第二稳态波形峰值、第三稳态波形峰值、第四稳态波形峰值、第五稳态波形峰值以及第六稳态波形峰值，确定三相过电压的耦合系数矩阵。
[0153] 可选地，第二确定模块730，还具体用于根据耦合系数矩阵以及第一电场波形、第二电场波形以及第三电场波形，确定三相过电压的三相电压波形的操作，包括
[0154] 第六确认子模块，用于将耦合系数矩阵M进行逆变换，确定耦合系数矩阵的逆矩阵‑1M ；
[0155] 第七确认子模块，用于根据逆矩阵M‑1、第一电压波形、第二电压波形以及第三电压波形，确定三相过电压的三相电压波形，计算公式如下：
[0156]
[0157] 其中U’A(t)为t时刻三相电压波形的A相电压波形，U’B(t)为t时刻三相电压波形的B相电压波形，U’C(t)为t时刻三相电压波形的C相电压波形，EA(t)为t时刻的第一电场波形、EB(t)为t时刻的第二电场波形、EC(t)为t时刻的第三电场波形，并且其中Mij为第i相光学电场传感器测量得到的第j相电压产生电场的耦合系数，i=（1,2,3），j=（1,2,3）。
[0158] 本发明的实施例的一种非接触式三相过电压测量波形的耦合系统200与本发明的另一个实施例的一种非接触式三相过电压测量波形的耦合方法100相对应，在此不再赘述。
[0159] 示例性计算机可读存储介质
[0160] 本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种实施例的对历史变更记录进行信息挖掘的方法中的步骤。
[0161] 所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（CD‑ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0162] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
[0163] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0164] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0165] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0166] 尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
[0167] 显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
