【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电压保护，具体为一种电压监视与电压保护系统及方法。
技术介绍
1、电压保护
，是一个专注于电气系统安全性和稳定性的重要领域。涵盖了一系列设计用于监测和控制电气系统中电压的技术和装置，以防止因电压异常(如过电压或欠电压)而导致的设备损坏或性能下降。不仅关注单一设备的保护，也包括整个电网或电子系统的电压稳定性，涉及的技术包括但不限于电压检测、电压调节、自动切断机制和故障诊断等。
2、其中，电压监视与电压保护系统是一套设计用于实时监控电气系统中的电压水平，并在检测到异常电压时自动采取措施以保护电气设备免受损坏的系统。其目的是确保电气系统的安全运行和设备的长期稳定性，通过预防电压相关的故障，减少设备维修成本和延长设备寿命，旨在达成高效的电压管理，确保电力供应的连续性和可靠性，以及在出现电压异常时最小化对设备和系统的损害。
3、传统电压监测与保护系统受限于技术和方法的局限性，导致在实时性、准确性和预测能力方面存在显著不足，缺乏有效的实时信号采集和同步技术，使得电压监测数据易受到滞后和不一致性的影响，降低了监测的准确性，在电压波动的识别和模式分类方面缺乏高效的算法支持，难以准确识别和预警潜在的电压异常，增加了误报和漏报的风险，保护策略的决策过程多依赖于人工经验，缺少自动化和智能化的决策机制，导致响应速度慢，适应性和优化性不足。
4、基于此，本专利技术设计了一种电压监视与电压保护系统，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电压监视与电压保护系统，所述系统包括电压监测模块、信号分析模块、模式识别模块、异常预测模块、保护策略模块、系统优化模块、警报激活模块，
3、所述电压监测模块基于电力系统全面监控的需求，采用实时信号采集算法，利用同步相量测量技术，对电网的电压水平进行实时监测，通过融合多测量点的数据，采用卡尔曼滤波，进行数据的同步和一致性校正，生成电压水平信息；
4、所述信号分析模块基于电压水平信息，采用小波变换方法，对电压信号进行多尺度分解，识别电压的瞬态变化和非稳定性特征，通过比较差异尺度下的能量分布，使用能量谱分析法，确定电压波动的频域特性，生成波动分析结果；
5、所述模式识别模块基于波动分析结果，采用支持向量机结合主成分分析方法进行特征降维，对电压变化模式进行识别，通过训练模型识别电压的正常波动模式与异常模式，生成模式识别结果；
6、所述异常预测模块基于模式识别结果，采用长短期记忆网络模型，对电压时间序列进行深度学习，预测未来潜在出现的电压异常事件，结合历史数据与实时监测数据，进行动态系统分析，生成预警信号；
7、所述保护策略模块基于预警信号，采用深度q网络，对电网的保护方式进行自动决策，通过模拟电压异常事件的差异化响应策略，学习最优的保护措施，包括负载调整和备用电源启动，生成保护措施；
8、所述系统优化模块基于保护措施和系统反馈，采用遗传算法对电压保护策略进行持续优化，通过模拟多种策略组合的遗传进化过程，选择适应性最高的保护策略，结合电网运行的复杂性和多变性，生成优化策略；
9、所述警报激活模块基于优化策略，采用事件驱动警报机制，使用发布/订阅模型，快速激活紧急警报系统，通过向操作人员和自动控制系统发送实时警报信息，指示紧急响应措施，生成紧急警报信息。
10、优选的，所述电压水平信息包括电压大小、波动范围和时间戳，所述波动分析结果具体指识别的电压瞬变事件、波动模式和趋势变化，所述模式识别结果具体为电压正常波动模式、预警模式和异常模式的分类，所述预警信号具体指未来潜在出现的电压下降、超限或瞬变异常的预测信息，所述保护措施具体为自动执行的负载调节指令和备用电源激活策略，所述优化策略包括调整后的负载管理策略和改进的备用电源响应计划，所述紧急警报信息具体为警报级别、异常类型和建议的紧急响应措施。
11、优选的，所述电压监测模块包括电压感知子模块、监控覆盖子模块、信息汇总子模块，
12、所述电压感知子模块基于电力系统全面监控需求，采用实时信号采集算法，使用模数转换器进行电网电压信号采集，设置采样频率为4khz，采用滑动窗口技术进行数据平滑处理，应用网络时间协议，进行时间标记，保证数据采集的时间一致性，生成电压即时状态数据；
13、所述监控覆盖子模块基于电压即时状态数据，使用matlab工具箱执行卡尔曼滤波算法，设置初始状态估计为零，误差协方差为单位矩阵，过程噪声协方差和观测噪声协方差根据电网运行环境预先设定，利用观测到的电压数据循环更新状态估计和误差协方差，进行电压数据的动态校正，生成校正后电压数据；
14、所述信息汇总子模块基于校正后电压数据，进行数据整合和信息汇总，使用python编程语言，通过numpy和pandas库处理和分析数据，设置数据窗口为5分钟，计算窗口内的平均电压值、最大值和最小值，评估电网电压稳定性，使用matplotlib库绘制电压趋势图，生成电压水平信息。
15、优选的，所述信号分析模块包括波动检测子模块、瞬变识别子模块、信号评估子模块，
16、所述波动检测子模块基于电压水平信息，使用python的pywavelets库执行连续小波变换，选择daubechies 4作为小波母函数进行电压信号的多尺度分解，通过在多尺度上分析电压信号，提取其在频带上的细节和信息，生成波动特征数据；
17、所述瞬变识别子模块基于波动特征数据，采用能量谱分析法，通过python的numpy库计算每一尺度下的能量分布，对每个尺度的小波系数平方求和，识别电压信号中的瞬态变化和非稳定性特征，确定电压波动的频域特性，生成瞬态变化识别结果；
18、所述信号评估子模块基于瞬态变化识别结果，进行信号的整体评估，利用matlab比较多尺度下能量分布的差异，通过脚本计算频域下能量值的统计参数，包括均值和标准差，评估电压信号的稳定性和波动特性，生成波动分析结果。
19、优选的，所述模式识别模块包括事件处理子模块、趋势分析子模块、异常模式子模块，
20、所述事件处理子模块基于波动分析结果，使用python的scikit-learn库，通过pca降维后保留主成分，应用svm进行电压变化模式的分类，设置径向基函数为核函数，惩罚参数c为1.0，核参数gamma本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电压监视与电压保护系统，其特征在于，所述系统包括电压监测模块、信号分析模块、模式识别模块、异常预测模块、保护策略模块、系统优化模块、警报激活模块，
2.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述电压水平信息包括电压大小、波动范围和时间戳，所述波动分析结果具体指识别的电压瞬变事件、波动模式和趋势变化，所述模式识别结果具体为电压正常波动模式、预警模式和异常模式的分类，所述预警信号具体指未来潜在出现的电压下降、超限或瞬变异常的预测信息，所述保护措施具体为自动执行的负载调节指令和备用电源激活策略，所述优化策略包括调整后的负载管理策略和改进的备用电源响应计划，所述紧急警报信息具体为警报级别、异常类型和建议的紧急响应措施。
3.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述电压监测模块包括电压感知子模块、监控覆盖子模块、信息汇总子模块，
4.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述信号分析模块包括波动检测子模块、瞬变识别子模块、信号评估子模块，
5.根据权利要求1所述的电压监视与电压保
6.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述异常预测模块包括动力学建模子模块、学习预测子模块、预测结果子模块，
7.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述保护策略模块包括措施制定子模块、自动调节子模块、备用系统激活子模块，
8.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述系统优化模块包括效果评估子模块、策略调整子模块、优化执行子模块，
9.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述警报激活模块包括警报触发子模块、通知机制子模块、紧急响应子模块，
10.一种电压监视与电压保护方法，其特征在于，根据权利要求1-9任一项所述的电压监视与电压保护系统执行，包括以下步骤，
...【技术特征摘要】
1.一种电压监视与电压保护系统，其特征在于，所述系统包括电压监测模块、信号分析模块、模式识别模块、异常预测模块、保护策略模块、系统优化模块、警报激活模块，
2.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述电压水平信息包括电压大小、波动范围和时间戳，所述波动分析结果具体指识别的电压瞬变事件、波动模式和趋势变化，所述模式识别结果具体为电压正常波动模式、预警模式和异常模式的分类，所述预警信号具体指未来潜在出现的电压下降、超限或瞬变异常的预测信息，所述保护措施具体为自动执行的负载调节指令和备用电源激活策略，所述优化策略包括调整后的负载管理策略和改进的备用电源响应计划，所述紧急警报信息具体为警报级别、异常类型和建议的紧急响应措施。
3.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述电压监测模块包括电压感知子模块、监控覆盖子模块、信息汇总子模块，
4.根据权利要求1所述的电压监视与电压保护系统，其特征在于：所述信号分析模块包括波...
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