一種高壓斷路器的自動控制方法、裝置、設備及存儲介質與流程

本技術涉及控制或調節系統，尤其涉及一種高壓斷路器的自動控制方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術：

1、隨著生活用電、工業用電、農業用電等方面對用電的安全要求日益劇增，需要統籌發展市、區級的架空供電網和遠距離高壓輸電線路，這對電力系統線路的電力調配、高壓開關的操作穩定性、控制系統的安全性、電能和通信等資源的高效利用以及智能電網技術的深入發展提出了更高的要求，因此高壓電器設備智能化水平日益受到關注。

2、高壓斷路器需要改善電站高壓開關的穩定性和操作智能水平，作為電站電力系統中的重要設備，高壓斷路器具有分合閘的作用，其中控制作用是指電站高壓開關能通過分合閘操作，投切部分負荷，保護作用是為了減少電站電網波動、停電故障等的影響范圍，而通過分閘讓發生故障的部分退出電網。

3、電站的高壓斷路器不僅應該在電站正常工作條件下通斷負載電流，而且還應該在電站電力系統發生過壓、過流等故障的情況下能夠及時切除故障線路，達到對電力系統和電氣設備的保護作用。高壓開關的分合閘操作是由電磁、液壓、彈簧、電機等不同類型的操動機構來完成的，而操動機構的響應能力和控制性能將影響高壓開關的開合能力。

4、目前對于電站高壓斷路器的分合閘主要通過人工在終端監控基站手動控制分合，或者通過保險裝置或保險系統進行分合閘，例如上述提到的電網波動、停電故障等突發事件發生后，通過保險裝置或保險系統進行分閘，并在突然事件消除后再合閘，且對于日常運營并未有明確的分合閘操作，使得電網以及高壓斷路器在日常運營中始終處于連續工作狀態，對于具有隨機發電特性的光伏發電來說，連續工作狀態顯然是冗余的，不僅會使連續工作的各個相關組件產生疲勞、故障，導致各個相關組件使用壽命縮短或者直接損壞。

技術實現思路

1、本技術的主要目的在于提供一種高壓斷路器的自動控制方法、裝置、設備及存儲介質，以解決現有技術中高壓斷路器的冗余控制容易導致連續工作的各個相關組件產生疲勞、故障，導致各個相關組件使用壽命縮短或者直接損壞的問題。

2、為了實現上述目的，本技術提供了如下技術方案：

3、一種高壓斷路器的自動控制方法，所述高壓斷路器用于控制若干個電網線路的開合閘，所述自動控制方法包括：

4、步驟s1，基于自然時間周期獲取所述高壓斷路器所在室外環境的若干個圖像數據；

5、步驟s2，通過視覺算法分別獲取每個圖像數據的圖像亮度平均值；

6、步驟s3，根據可見光亮度的數值大小從低到高依次定義至少兩個連續的亮度區間；

7、步驟s4，基于每個亮度區間定義一個權重系數，所有權重系數的大小隨所有可見光亮度的數值從低到高而從小到大，所有權重系數均位于區間[0，1]內；

8、步驟s5，通過分類算法分別將所有圖像亮度平均值分類至所有亮度區間，基于每個圖像亮度平均值得到一個權重系數；

9、步驟s6，定義所述權重系數為合閘比例，并獲取所述高壓斷路器的觸頭數量；

10、步驟s7，獲取所述合閘比例與所述觸頭數量的乘積，并將所述乘積定義為實際合閘數量；

11、步驟s8，將所述實際合閘數量發送至所述高壓斷路器；

12、步驟s9，通過自適應控制算法控制對應所述實際合閘數量的觸頭合閘。

13、作為本技術的進一步改進，步驟s2，通過視覺算法分別獲取每個圖像數據的圖像亮度平均值，包括：

14、步驟s21，通過python的import語句導入cv2軟件包；

15、步驟s22，通過所述cv2軟件包的cv2.imread函數分別讀取每個圖像數據并存儲至img變量中；

16、步驟s23，通過所述cv2軟件包的cv2.cvtcolor函數將所述img變量中的所有圖像數據轉換為灰度圖像并存儲至gray變量中；

17、步驟s24，通過所述cv2軟件包的cv2.mean函數分別獲取所述gray變量中每張灰度圖像的平均亮度并存儲至average_brightness變量中；

18、步驟s25，定義所述average_brightness變量中的所有平均亮度為所有圖像亮度平均值。

19、作為本技術的進一步改進，步驟s5，通過分類算法分別將所有圖像亮度平均值分類至所有亮度區間，基于每個圖像亮度平均值得到一個權重系數，包括：

20、步驟s51，根據所有圖像亮度平均值定義待分類數據集合，其中，為所述待分類數據集合，為所述待分類數據集合中的第個圖像亮度平均值，為所有圖像亮度平均值的個數；

21、步驟s52，根據所有亮度區間的個數定義類別集合，其中，為所述類別集合中的第個亮度區間，為所有亮度區間的個數；

22、步驟s53，根據式（1）計算所述待分類數據集合中每個圖像亮度平均值分別在每個亮度區間的條件概率：

23、（1）；

24、其中，為第個亮度區間內所述待分類數據集合的條件概率，為第個亮度區間的邊緣概率，為在第個亮度區間下第個圖像亮度平均值的條件概率；

25、步驟s54，分別將每個圖像亮度平均值分類至各自的條件概率最高的亮度區間中；

26、步驟s55，將當前亮度區間的權重系數定義為當前亮度區間內的所有圖像亮度平均值的權重系數。

27、作為本技術的進一步改進，步驟s9，通過自適應控制算法控制對應所述實際合閘數量的觸頭合閘，包括：

28、步驟s91，獲取高壓斷路器觸頭運動特征向量；

29、步驟s92，基于pid算法構建觸頭運動自適應跟蹤控制模型；

30、步驟s93，基于所述觸頭運動自適應跟蹤控制模型分別計算每個對應所述實際合閘數量的觸頭的控制信號；

31、步驟s94，輸出所述控制信號至對應所述實際合閘數量的觸頭以進行合閘。

32、作為本技術的進一步改進，步驟s91，獲取高壓斷路器觸頭運動特征向量，包括：

33、步驟s911，將當前觸頭的運動信號進行分段處理，根據式（2）計算出當前觸頭的所有運動信號的能量熵：

34、（2）；

35、其中，為當前觸頭的所有運動信號的能量熵，為當前觸頭的第段運動信號，為當前觸頭的運動信號的總段數，為當前觸頭的運動信號表征；

36、步驟s912，根據當前觸頭的能量熵基于式（3）計算當前觸頭的運動信號的特征向量：

37、（3）；

38、其中，為當前觸頭的特征向量，為當前觸頭的基于運動時間參數的運動路程表征。

39、作為本技術的進一步改進，所述觸頭運動自適應跟蹤控制模型通過式（4）表征：

40、（4）；

41、其中，為所述控制信號，為當前觸頭位置與期望合閘位置的差值，為觸頭運動自適應跟蹤控制模型的比例增益，為所述觸頭運動自適應跟蹤控制模型的積分時間常數，為所述觸頭運動自適應跟蹤控制模型的微分時間常數，為所述運動時間參數。

42、為了實現上述目的，本技術還提供了如下技術方案：

43、一種高壓斷路器的自動控制裝置，所述自動控制裝置應用于如上述的高壓斷路器的自動控制方法，所述自動控制裝置包括：

44、圖像數據獲取模塊，用于基于自然時間周期獲取所述高壓斷路器所在室外環境的若干個圖像數據；

45、圖像亮度平均值獲取模塊，用于通過視覺算法分別獲取每個圖像數據的圖像亮度平均值；

46、亮度區間定義模塊，用于根據可見光亮度的數值大小從低到高依次定義至少兩個連續的亮度區間；

47、權重系數定義模塊，用于基于每個亮度區間定義一個權重系數，所有權重系數的大小隨所有可見光亮度的數值從低到高而從小到大，所有權重系數均位于區間[0，1]內；

48、圖像亮度平均值分類模塊，用于通過分類算法分別將所有圖像亮度平均值分類至所有亮度區間，基于每個圖像亮度平均值得到一個權重系數；

49、觸頭合閘比例定義模塊，用于定義所述權重系數為合閘比例，并獲取所述高壓斷路器的觸頭數量；

50、實際合閘數量定義模塊，獲取所述合閘比例與所述觸頭數量的乘積，并將所述乘積定義為實際合閘數量；

51、實際合閘數量發送模塊，用于將所述實際合閘數量發送至所述高壓斷路器；

52、高壓斷路器控制模塊，用于通過自適應控制算法控制對應所述實際合閘數量的觸頭合閘。

53、為了實現上述目的，本技術還提供了如下技術方案：

54、一種電子設備，包括處理器，以及與所述處理器耦接的存儲器，所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令；所述處理器執行所述存儲器存儲的所述程序指令時實現如上述的高壓斷路器的自動控制方法。

55、為實現上述目的，本技術還提供了如下技術方案：

56、一種存儲介質，所述存儲介質內存儲有程序指令，所述程序指令被處理器執行時能夠實現如上述的高壓斷路器的自動控制方法。

57、本技術基于自然時間周期獲取高壓斷路器所在室外環境的若干個圖像數據；通過視覺算法分別獲取每個圖像數據的圖像亮度平均值；根據可見光亮度的數值大小從低到高依次定義至少兩個連續的亮度區間；基于每個亮度區間定義一個權重系數，所有權重系數的大小隨所有可見光亮度的數值從低到高而從小到大，所有權重系數均位于區間[0，1]內；通過分類算法分別將所有圖像亮度平均值分類至所有亮度區間，基于每個圖像亮度平均值得到一個權重系數；定義權重系數為合閘比例，并獲取高壓斷路器的觸頭數量；獲取合閘比例與觸頭數量的乘積，并將乘積定義為實際合閘數量；將實際合閘數量發送至高壓斷路器；通過自適應控制算法控制對應實際合閘數量的觸頭合閘。本技術通過圖像亮度直觀反映當地的日照強度，并將電網以及高壓斷路器所在環境的亮度進行區間劃分以及分類，通過定義權重值的大小以反映光照強度的強弱，并根據任意日照強度下的權重值來控制觸頭的接入數量，保證了光伏發電的穩定性同時，避免了人工或者裝置對高壓斷路器的冗余控制或欠缺控制對電網帶來的波動或者非必要損耗，最后通過pid算法精確控制觸頭的開合閘，進一步防止觸頭控制不到位。