本發(fā)明涉及電流測(cè)量相關(guān)，具體地說，是涉及一種母排電流的非接觸測(cè)量方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，并不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、電流作為基本電量參數(shù)之一，在電力系統(tǒng)電能計(jì)量、電碳交易等方面的應(yīng)用不可或缺。截至目前，已經(jīng)有多種基于不同原理的電流測(cè)量方法。在直流輸配電系統(tǒng)中，矩形母排因其大電流傳輸能力而得到廣泛應(yīng)用。隨著直流電網(wǎng)的快速發(fā)展，對(duì)矩形母排電流的準(zhǔn)確測(cè)量需求也日益增加。

3、矩形母排傳統(tǒng)的電流測(cè)量方法主要包括分流器法和霍爾電流傳感器等。然而，這些方法在應(yīng)用于大電流矩形母排時(shí)存在一些局限性：分流器法需要切斷電路以插入測(cè)量設(shè)備，不適用于在線測(cè)量；霍爾電流傳感器雖可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，但其測(cè)量精度受溫度漂移影響較大；傳統(tǒng)的羅氏線圈雖然具有良好的絕緣性能，但因其閉合結(jié)構(gòu)難以應(yīng)用于已安裝的矩形母排。

4、針對(duì)這些問題，基于磁場(chǎng)傳感陣列的電流傳感器應(yīng)運(yùn)而生。這種傳感器通過在母排周圍布置多個(gè)磁場(chǎng)傳感單元，測(cè)量空間磁場(chǎng)分布來反演電流，具有非接觸、高精度、易安裝等優(yōu)點(diǎn)。然而，目前這類傳感器主要針對(duì)圓截面導(dǎo)體設(shè)計(jì)，在應(yīng)用至矩形母排時(shí)，將電流等效為處于矩形母排中心的線電流，忽略了矩形母排的邊界效應(yīng)和形狀對(duì)磁場(chǎng)分布的影響，對(duì)矩形母排電流的電流反演結(jié)果準(zhǔn)確性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種母排電流的非接觸測(cè)量方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及介質(zhì)，考慮偏心、偏轉(zhuǎn)及地磁場(chǎng)等影響因素，建立了更加精確的矩形母排電流磁場(chǎng)模型，所提出的方法適用于實(shí)際測(cè)量場(chǎng)景，對(duì)于直流輸配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和管理具有重要意義。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種母排電流的非接觸測(cè)量方法，包括如下步驟：

4、將母排的偏心、偏轉(zhuǎn)角度以及地磁場(chǎng)作為待求解的模型參數(shù)，構(gòu)建母排周圍空間磁場(chǎng)的理論模型；

5、獲取母排周圍多個(gè)位置處的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，基于得到的理論模型，建立表示磁場(chǎng)數(shù)據(jù)與母排電流、偏心、偏轉(zhuǎn)角度、地磁場(chǎng)關(guān)系的等式方程；

6、對(duì)得到的等式方程進(jìn)行求解，得到母排的電流、位置參數(shù)以及地磁場(chǎng)參數(shù)。

7、一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種母排電流的非接觸測(cè)量系統(tǒng)，包括：

8、模型構(gòu)建模塊，被配置為將母排的偏心、偏轉(zhuǎn)角度以及地磁場(chǎng)作為待求解的模型參數(shù)，構(gòu)建母排周圍空間磁場(chǎng)的理論模型；

9、等式建立模塊：被配置為獲取母排周圍多個(gè)位置處的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，基于得到的理論模型，建立表示磁場(chǎng)數(shù)據(jù)與母排電流、偏心、偏轉(zhuǎn)角度、地磁場(chǎng)關(guān)系的等式方程；

10、求解模塊：被配置為對(duì)得到的等式方程進(jìn)行求解，得到母排的電流、位置參數(shù)以及地磁場(chǎng)參數(shù)。

11、一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種母排電流的非接觸測(cè)量系統(tǒng)，包括磁場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)量裝置以及處理器；

12、磁場(chǎng)測(cè)量裝置設(shè)置在母排的周圍，形成磁陣列結(jié)構(gòu)，采用母排周圍的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；

13、處理器被配置為執(zhí)行上述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法。

14、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器運(yùn)行時(shí)，完成上述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法中的步驟。

15、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)，完成上述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法中的步驟。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

17、本發(fā)明基于矩形母排的幾何特征，通過構(gòu)建母排周圍空間磁場(chǎng)的理論模型，將母排偏心、偏轉(zhuǎn)及地磁場(chǎng)的影響作為待求解參數(shù)。通過在母排周圍多個(gè)位置采集磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，建立磁場(chǎng)與母排電流及相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系方程，并利用優(yōu)化算法對(duì)該方程求解，最終得出母排電流值、位置偏差參數(shù)及地磁場(chǎng)的影響值。該方法通過精確建模有效克服了地磁場(chǎng)對(duì)小電流測(cè)量的干擾。

18、相比于傳統(tǒng)線電流模型，本實(shí)施例方法充分考慮了矩形母排的幾何特征和位置偏差，能夠更準(zhǔn)確地反演母排的電流。通過對(duì)地磁場(chǎng)的建模，有效消除了地磁場(chǎng)的影響，從而提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性。此外，本方法無需考慮母排與磁陣列式電流傳感器之間的相對(duì)位置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流矩形母排電流的非接觸式在線測(cè)量，具有準(zhǔn)確、可靠的優(yōu)點(diǎn)。

19、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)以及附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的具體實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種母排電流的非接觸測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法，其特征在于，母排為矩形母排，母排周圍空間磁場(chǎng)的理論模型的構(gòu)建過程，包括如下：

3.如權(quán)利要求2所述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法，其特征在于，將理論模型中加入地磁力的參數(shù)的方法，包括如下步驟：考慮地磁場(chǎng)的影響，將磁場(chǎng)傳感單元所在位置處地磁場(chǎng)分量分別與更新后的磁場(chǎng)分量進(jìn)行加權(quán)；

4.如權(quán)利要求2所述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法，其特征在于：對(duì)磁場(chǎng)分量基于矩形母排的邊界進(jìn)行解析，解析方法為將磁場(chǎng)分量，表示為多個(gè)邊界效應(yīng)疊加的形式，每個(gè)疊加項(xiàng)對(duì)應(yīng)矩形母排的某一個(gè)邊界貢獻(xiàn)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法，其特征在于：疊加項(xiàng)f1(x,y)和f2(x,y)的具體表達(dá)式，如下式：

6.如權(quán)利要求1所述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法，其特征在于，對(duì)得到的等式方程進(jìn)行求解，求解方法包括如下步驟：

7.一種母排電流的非接觸測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.一種母排電流的非接觸測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：包括磁場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)量裝置與處理器；

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器和處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器運(yùn)行時(shí)，完成權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法中的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)，完成權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種母排電流的非接觸測(cè)量方法中的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電流測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種母排電流的非接觸測(cè)量方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及介質(zhì)，包括：將母排的偏心、偏轉(zhuǎn)角度以及地磁場(chǎng)作為待求解的模型參數(shù)，構(gòu)建母排周圍空間磁場(chǎng)的理論模型；獲取母排周圍多個(gè)位置處的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，基于得到的理論模型，建立表示磁場(chǎng)數(shù)據(jù)與母排電流、偏心、偏轉(zhuǎn)角度、地磁場(chǎng)關(guān)系的等式方程；對(duì)得到的等式方程進(jìn)行求解，得到母排的電流、位置參數(shù)以及地磁場(chǎng)參數(shù)。本發(fā)明考慮偏心、偏轉(zhuǎn)及地磁場(chǎng)等影響因素，建立了更加精確的矩形母排電流磁場(chǎng)模型，所提出的方法適用于實(shí)際測(cè)量場(chǎng)景，解決了現(xiàn)有方法中母排電流的電流反演結(jié)果準(zhǔn)確性低的問題，對(duì)于直流輸配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和管理具有重要意義。

技術(shù)研發(fā)人員：于邦海,張淞琿,隋浩冉,劉濤,岳巍,邢宇,董賢光,楊文杰,王泰程,劉小虎,李世松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)山東省電力公司營(yíng)銷服務(wù)中心（計(jì)量中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15