基于加权优化DTW算法的配电终端故障录波测试方法与流程

本发明涉及配电网测试，尤其涉及一种基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法。

背景技术：

1、近些年来，随着用户要求提高及配电网技术发展，供电公司越来越重视对于配电网的建设，多地设立配电网示范区并通过示范区建设推动配电网数字化转型，在推动“源网荷储”建设的同时，供电公司对于配电网运行分析辅助技术的需求不断增加、对于运维要求也越来越高。对于负责处理配网故障、异常的配电终端设备来说，提供可靠的故障录波、手动录波成为必须功能，但目前，对于故障录波可靠性、准确性缺少有效测试手段，使用人工进行分析费时费力准确度较低，较难适应终端设备大批量生产、成批次投运的要求。因此，如何测试配电终端设备故障录波准确度成为了亟需解决的问题。

2、dtw（dynamic time warping，动态时间调整）算法是一种计算两个时间序列之间相似度的方法，现在被大量应用在语音识别、曲线相似性度量中。但因动态时间调整算法（dynamic time warping, dtw）本身并不直接涉及时间点加权的概念，在每个时间点的重要性不同时需要对算法进行扩展或变种。传统的dtw算法会遍历所有可能的路径来找到两个时间序列之间的最优匹配，这可能会导致计算量大且效率低下。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法，包括：

3、获取待测装置的故障录波波形的时间序列，将该时间序列的导数作为比较序列；

4、获取录波仪的故障录波波形的时间序列，将该时间序列的导数作为参考序列；

5、利用时间权重的dtw算法计算所述比较序列与所述参考序列的相似度；

6、根据所述相似度判断被测装置故障录波是否合格。

7、根据本发明的一个方面，在所述利用时间权重的dtw算法计算所述比较序列与所述参考序列的相似度之前，还包括：

8、对所述比较序列和所述参考序列进行互相关函数计算，当互相关函数计算最大值大于设定阈值时，认定参考序列与比较序列为非同一时刻录波，则停止相似度计算。

9、根据本发明的一个方面，所述利用时间权重的dtw算法计算所述比较序列与所述参考序列的相似度，包括：

10、采用窗口约束裁切故障波形：所述比较序列和所述参考序列的生成只覆盖故障时刻的前四周波和后八周波；

11、定义时间权重：将故障时间点作为权重最大点，越远离故障时间点的时间点的权重越小；

12、初始化dtw算法的距离矩阵；

13、计算对应元素距离：根据所述距离矩阵，计算所述比较序列和所述参考序列中对应时间点之间的距离，然后乘以相应时间点的权重；

14、计算dtw距离：采用递归算法求所述比较序列和所述参考序列中对应时间点的最短路径长度；

15、计算相似度：根据所述最短路径长度计算得到所述比较序列和所述参考序列的相似度。

16、根据本发明的一个方面，还包括：使用早停策略缩短dtw算法的计算时间。

17、根据本发明的一个方面，所述早停策略包括：

18、基于累积距离阈值的早停策略：设置累积距离阈值a，当dtw算法计算得到的累积距离超过累积距离阈值a时，认定所述比较序列和所述参考序列的差异大于可接受范围，则提前终止当前的计算路径。

19、根据本发明的一个方面，所述早停策略包括：

20、基于相似度度量的早停策略：设置相似度阈值b，当dtw算法计算得到的相似度度量已经高于相似度阈值b，认定所述比较序列和所述参考序列的匹配度满足要求，则提前终止dtw计算。

21、为实现上述目的，本发明还提供一种基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试系统，包括：

22、比较序列计算模块，获取待测装置的故障录波波形的时间序列，将该时间序列的导数作为比较序列；

23、参考序列计算模块，获取录波仪的故障录波波形的时间序列，将该时间序列的导数作为参考序列；

24、相似度计算模块，利用时间权重的dtw算法计算所述比较序列与所述参考序列的相似度；

25、录波判断模块，根据所述相似度判断被测装置故障录波是否合格。

26、为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法。

27、为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法。

28、根据本发明的方案，本发明通过模拟线路故障并设立模拟主站获取配电终端故障波形作为比较序列，获取专用录波仪波形作为参考序列，使用互相关函数最大值判断录波文件正确性，若文件正确则利用时间权重可变的快速动态时间规整算法计算比较序列与参考序列的相似度，根据相似度判断录波波形是否合格，并输出测试报告。本发明可以在不需要人工判断的情况下，根据故障录波波形与参考故障波形的相似度快速、准确的判断配电终端故障录波性能，从而能够减少人工成本，加快配电终端功能测试进度及准确性。

技术特征：

1.基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法，其特征在于，在所述利用时间权重的dtw算法计算所述比较序列与所述参考序列的相似度之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法，其特征在于，所述利用时间权重的dtw算法计算所述比较序列与所述参考序列的相似度，包括：

4.根据权利要求1所述的基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法，其特征在于，还包括：使用早停策略缩短dtw算法的计算时间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法，其特征在于，所述早停策略包括：

6.根据权利要求1-4中任一项所述的基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法，其特征在于，所述早停策略包括：

7.基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试系统，其特征在于，包括：

8.电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法。

9.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于加权优化dtw算法的配电终端故障录波测试方法。

技术总结本发明涉及配电网测试技术领域，提供一种基于加权优化DTW算法的配电终端故障录波测试方法，包括：获取待测装置的故障录波波形的时间序列，将该时间序列的导数作为比较序列；获取录波仪的故障录波波形的时间序列，将该时间序列的导数作为参考序列；利用时间权重的DTW算法计算所述比较序列与所述参考序列的相似度；根据所述相似度判断被测装置故障录波是否合格。本发明可以在不需要人工判断的情况下，根据故障录波波形与参考故障波形的相似度快速、准确的判断配电终端故障录波性能，从而能够减少人工成本，加快配电终端功能测试进度及准确性。技术研发人员：王一琛,陈潇,朱杰媛,姚亮,马霄腾,曾亚恒,龚宏奎受保护的技术使用者：南京国电南自电网自动化有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25