用于继电器电流平衡的异常检测方法及系统与流程

本发明涉及测量电变量，具体涉及用于继电器电流平衡的异常检测方法及系统。

背景技术：

1、在充电过程中，继电器承担保护电路的重要功能，包括过流保护、过压保护以及过温保护等，以保护电池组和电路不受损坏，往往需要进行充电电流异常检测。继电器作为一种常见的电气保护装置，通常被用于保护电路或监测电力系统中电流异常情况。在继电器工作过程中，继电器对电流的平衡能力对保证电路的正常运行至关重要。目前，通过测量继电器在不同电流变化时释放电压、释放电流的大小，进而评估继电器的性能，以保证继电器具有提供稳定、可靠的电气控制功能的能力，因此对继电器释放的电流进行检测时的准确度尤为重要。

2、现阶段，对电流进行异常检测时，通常采用的方法可以为：通过电流传感器，采集电流信号，并通过电流信号进行电流异常检测。然而，当通过电流传感器，采集电流信号，并通过电流信号进行电流异常检测时，采集的电流信号可能由于电路或者电力系统中的充电设备、或者供电装置内部环境复杂等因素的干扰而导致采集的电流信号不能表征真实的电流信息，从而导致对电流异常检测的准确度较差。因此，往往需要对采集的电流信号进行干扰信息去除。

3、目前，往往通过数据滤波去噪，实现数据的干扰去除，然而，当采用数据滤波去噪，对电流信号进行干扰信息去除时，可能会导致电流信号的信息丢失，从而导致信号失真，进而导致数据滤波去噪后的电流信号不能表征真实的电流信息。

技术实现思路

1、为了解决对继电器释放的电流异常检测的准确度较差的技术问题，本发明提出了用于继电器电流平衡的异常检测方法及系统。

2、本发明提供了用于继电器电流平衡的异常检测方法，该方法包括：

3、获取继电器释放的电流信号，并对所述释放的电流信号进行转换，得到每个短时窗口内的电流信号段对应的正弦波集合和每个正弦波对应的相位；

4、根据每个电流信号段对应的正弦波集合中所有正弦波对应的相位，以及每个电流信号段对应的均值包络线，确定每个电流信号段对应的待解调因子；

5、根据目标稳态因子、每个电流信号段对应的高斯权重和待解调因子，确定每个电流信号段对应的局部收敛系数，其中，所述目标稳态因子用于表征相位类型在所有短时窗口内的分布均匀性；

6、根据所有电流信号段对应的局部收敛系数，对所述释放的电流信号的第一个pf分量的调频函数进行修正，得到目标干扰分量；

7、从所述释放的电流信号中去除所述目标干扰分量，得到电流检测信号，并根据所述电流检测信号，对继电器释放的电流进行异常检测。

8、可选地，所述根据每个电流信号段对应的正弦波集合中所有正弦波对应的相位，以及每个电流信号段对应的均值包络线，确定每个电流信号段对应的待解调因子，包括：

9、根据每个电流信号段对应的所有正弦波对应的相位中的最大值和最小值，确定每个电流信号段对应的初始解调指标；

10、根据每个电流信号段对应的正弦波集合中正弦波的数量、每个电流信号段对应的初始解调指标和其对应的均值包络线上所有幅值的标准差，确定每个电流信号段对应的待解调因子。

11、可选地，电流信号段对应的待解调因子对应的公式为：；；其中，是第i个电流信号段对应的待解调因子；i是电流信号段的序号；是求和归一化函数；是第i个电流信号段对应的初始解调指标；是第i个电流信号段对应的正弦波集合中正弦波的数量；是双曲正切函数；是第i个电流信号段对应的均值包络线上所有幅值的标准差；是正弦函数；是第i个电流信号段对应的正弦波集合中，所有正弦波对应的相位中的最大值；是第i个电流信号段对应的正弦波集合中，所有正弦波对应的相位中的最小值；是180°的弧度值。

12、可选地，所述目标稳态因子的获取方法，包括：

13、根据所有正弦波集合中所有正弦波对应的不同相位的种数、所有正弦波集合中正弦波的总数和不同相位对应的短时窗口的数量，确定所述待检测模组电芯对应的目标稳态因子。

14、可选地，目标稳态因子对应的公式为：；其中，p是目标稳态因子；k是所有正弦波集合中所有正弦波对应的不同相位的种数；s是所有正弦波集合中正弦波的总数；r是所有正弦波集合中所有正弦波对应的不同相位的种类序号；是第r种相位对应的短时窗口的数量。

15、可选地，每个电流信号段对应的高斯权重的确定方法，包括：

16、将每种不同的信号幅值在所有电流信号段内所有信号幅值中出现的概率，确定为每种信号幅值对应的目标概率；

17、根据每个电流信号段内不同信号幅值对应的目标概率，确定每个电流信号段对应的第一高斯性因子；

18、根据所有电流信号段内不同信号幅值对应的目标概率，确定第二高斯性因子；

19、根据所述第二高斯性因子和每个电流信号段对应的第一高斯性因子，确定每个电流信号段对应的高斯权重，其中，第一高斯性因子和第二高斯性因子均与高斯权重呈正相关。

20、可选地，所述根据所有电流信号段内不同信号幅值对应的目标概率，确定第二高斯性因子，包括：

21、根据所有电流信号段内不同信号幅值对应的目标概率、所有电流信号段内所有不同信号幅值对应的目标概率的均值和标准差，确定第二高斯性因子。

22、可选地，电流信号段对应的高斯权重对应的公式为：；；；其中，是第i个电流信号段对应的高斯权重；i是电流信号段的序号；是第i个电流信号段对应的第一高斯性因子； t是第二高斯性因子；是第i个电流信号段内不同信号幅值的数量；n是第i个电流信号段内不同信号幅值的种类序号；是第i个电流信号段内第n种信号幅值对应的目标概率； n是所有电流信号段内不同信号幅值的数量； f是所有电流信号段内不同信号幅值的种类序号；是所有电流信号段内第 f种信号幅值对应的目标概率；是所有电流信号段内所有不同信号幅值对应的目标概率的均值；是所有电流信号段内所有不同信号幅值对应的目标概率的标准差；是预先设置的大于0的因子。

23、可选地，所述根据所有电流信号段对应的局部收敛系数，对所述释放的电流信号的第一个pf分量的调频函数进行修正，得到目标干扰分量，包括：

24、对所有电流信号段对应的局部收敛系数进行非线性拟合，得到局部收敛曲线，并将局部收敛曲线上所有坐标点对应的斜率的归一化值，构成收敛斜率序列；

25、获取继电器释放的电流信号对应的局部均值函数，并将继电器释放的电流信号与其对应的局部均值函数的差分函数，确定为继电器释放的电流信号对应的目标差分函数；

26、获取继电器释放的电流信号对应的均值包络函数，并根据继电器释放的电流信号对应的均值包络函数，对其对应的目标差分函数进行解调，得到待定分量信号；

27、获取待定分量信号对应的均值包络函数，并将待定分量信号对应的均值包络函数表征的曲线上所有坐标点对应的斜率的归一化值，构成待定分量信号对应的候选斜率序列；

28、将所述收敛斜率序列与待定分量信号对应的候选斜率序列的均方误差，确定为待定分量信号对应的目标误差；

29、将继电器释放的电流信号更新为待定分量信号，重复待定分量信号生成步骤，直至最新的待定分量信号表征的函数为纯调频函数，并从所有待定分量信号中筛选出对应的目标误差最小的待定分量信号，作为目标分量信号，将第一个pf分量的调频函数更新为目标分量信号表征的函数，将所有重复过程中得到的所有均值包络函数进行乘法运算，得到第一包络信号，将更新后的调频函数与第一包络信号的乘积，确定为目标干扰分量。

30、本发明提供了用于继电器电流平衡的异常检测系统，该系统包括：

31、获取模块，用于获取继电器释放的电流信号，并对所述释放的电流信号进行转换，得到每个短时窗口内的电流信号段对应的正弦波集合和每个正弦波对应的相位；

32、第一计算模块，用于根据每个电流信号段对应的正弦波集合中所有正弦波对应的相位，以及每个电流信号段对应的均值包络线，确定每个电流信号段对应的待解调因子；

33、第二计算模块，用于根据目标稳态因子、每个电流信号段对应的高斯权重和待解调因子，确定每个电流信号段对应的局部收敛系数，其中，所述目标稳态因子用于表征相位类型在所有短时窗口内的分布均匀性；

34、修正模块，用于根据所有电流信号段对应的局部收敛系数，对所述释放的电流信号的第一个pf分量的调频函数进行修正，得到目标干扰分量；

35、检测模块，用于从所述释放的电流信号中去除所述目标干扰分量，得到电流检测信号，并根据所述电流检测信号，对继电器释放的电流进行异常检测。

36、本发明具有如下有益效果：

37、本发明的用于继电器电流平衡的异常检测方法及系统，通过测量电流，实现了电流异常检测，解决了对继电器释放的电流异常检测的准确度较差的技术问题，提高了对电流异常检测的准确度。第一个pf分量是lmd算法中的分量，利用分解算法对信号进行分解，剥离干扰分量是一种常用的信号预处理方法，相比于采用滤波器进行数据滤波去噪而言，信息损失更小，灵活性更高。lmd算法可以通过信号解调的方式分离信号中的干扰成分，对真实信号的损伤更小。一般第一个信号分量大多是干扰成分，但lmd中对于第一个pf分量进行分解时，常规收敛条件本质上仅仅做到了保留信号趋势项成分，并不关注分解出去的调频函数是否为干扰成分或者是否存在有效信息，因此，本发明对第一个pf分量的调频函数进行修正，可以更好地获取表征干扰成分的目标干扰分量，从而提高了对继电器释放的电流信号进行干扰去除的准确度，进而提高了对继电器释放的电流异常检测的准确度。其次，本发明在对第一个pf分量的调频函数进行修正时，综合考虑了多个与信号干扰相关的指标，比如，目标稳态因子、高斯权重、待解调因子和局部收敛系数，从而提高了对继电器释放的电流信号进行干扰去除的准确度，进而提高了对继电器释放电流异常检测的准确度。