基于顶帽运算的接地网拓扑结构和断点成像方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115908258A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211285615.4(51)Int.Cl.(22)申请日2022.10.20G06T7/00(2017.01)G06T5/30(2006.01)(71)申请人国网天津市电力公司电力科学研究G06T7/64(2017.01)院G06T7/73(2017.01)地址300384天津市滨海新区华苑产业区G06T17/20(2006.01)海泰华科四路8号H02J13/00(2006.01)申请人国网天津市电力公司国家电网有限公司(72)发明人张锡喆于金山吴东付志红刘龙欢贺春腾飞赵鹏李宁于奔(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209专利代理师王来佳权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称基于顶帽运算的接地网拓扑结构和断点成像方法(57)摘要本发明涉及一种基于顶帽运算的接地网拓扑结构和断点识别方法，包括如下步骤：根据接地网的实际情况建立平面X、Y坐标轴并规划测量线路；通过接地网引下线注入电流，测量接地网上方地面磁场，对测量获取的大量无规则磁场数据进行规整化处理，然后通过网格化数据预设后进行局部范围搜索得到接地网上方地面的原始磁场数据矩阵GZ；通过获取的原始磁场数据矩阵GZ绘制出接地网上方地面的磁场分布图；在原始磁场数据矩阵GZ基础上对磁场数据进行顶帽运算，得到接地网拓扑结构图。本发明将测量得到的接地网的地表磁场数据基于顶帽运算处理，提取接地网的拓扑结构和断点位置信息，使得结果能够清晰直观的呈现。CN115908258ACN115908258A权利要求书1/2页1.一种基于顶帽运算的接地网拓扑结构和断点识别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据接地网的实际情况建立平面X、Y坐标轴并规划测量线路，测量范围需覆盖整个接地网上方地面；通过接地网引下线注入电流，测量接地网上方地面磁场，对测量获取的大量无规则磁场数据进行规整化处理，然后通过网格化数据预设后进行局部范围搜索得到接地网上方地面的原始磁场数据矩阵GZ；步骤2：通过获取的原始磁场数据矩阵GZ绘制出接地网上方地面的磁场分布图，当接地网存在较大腐蚀和断点的情况下，磁场会明显下降，在磁场分布图中表现为局部陷落，以此识别断点；步骤3：在步骤2原始磁场数据矩阵GZ基础上对磁场数据进行顶帽运算，得到接地网拓扑结构图。2.根据权利要求1所述的基于顶帽运算的接地网拓扑结构和断点识别方法，其特征在于，步骤1中通过接地网引下线注入的电流波形为双极性脉冲或正弦波。3.根据权利要求2所述的基于顶帽运算的接地网拓扑结构和断点识别方法，其特征在于，步骤1中对测量地表磁场获取的大量无规则的磁场数据进行网格化预设处理步骤为：1)对测量到的整个接地网上方地面的无规则磁场数据进行数据规整化处理；2)根据建立的坐标轴对接地网上方地面进行网格划分，X轴Xmin:Width:Xmax共N个点，Y轴Ymin:Width:Ymax共M个点得到，得到一个具有坐标信息的M行N列矩阵，其中Xmin、Xmax、Ymin、Ymax分别为实际测量得到的坐标X轴最小值，X轴最大值，Y轴最小值，Y轴最大值，Width表示划分的网格边长；3)网格边长Width根据接地网的实际网格大小进行选择，二者为正关系。4.根据权利要求3所述的基于顶帽运算的接地网拓扑结构和断点识别方法，其特征在于，步骤1所述局部范围搜索为把距离每一个网格坐标小于d范围内的磁场数据进行叠加取平均值，获取到一个具有磁场数据的M行N列矩阵，该矩阵即为磁场原始数据矩阵GZ，d在1/2Width，Width范围内取值。5.根据权利要求4所述的基于顶帽运算的接地网拓扑结构和断点识别方法，其特征在于，步骤3中顶帽运算包括：顶帽运算特征搜索步骤和奇异值的剔除步骤。6.根据权利要求5所述的基于顶帽运算的接地网拓扑结构和断点识别方法，其特征在于，所述顶帽运算特征搜索步骤包括如下步骤：1.1.顶帽运算放大局部区域1)对原始磁场数据矩阵GZ进行归一化处理，然后转化为灰度图像得到矩阵GZ1；GZ1＝(GZ‑min(min(GZ)))/(max(max(GZ))‑min(min(GZ)))*2552)对灰度图像进行形态学开运算，先腐蚀得GZK1，后通过GZK1膨胀得GZK2腐蚀：GZK1＝GZ1Θg膨胀：其中GZ1为目标图像；g为结构元素；3)进行顶帽变换，原始灰度矩阵GZ1减去该矩阵自身形态学开运算后的矩阵GZK2得到矩阵GZD22CN115908258A权利要求书2/2页GZD2＝GZ1‑GZK2；1.2.区域限定极值搜索1)对矩阵GZD2进行替换处理，大替换掉其中较小的数据值；GZD2＝AIndepentCode_replacemi