[發明專利]一種基于MEEMD算法的變壓器勵磁涌流識別方法

有效

• 申請號: 201810070922.8
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108399147B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 吳娜;樊淑嫻;劉林;公茂法;高巖;吉星全
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;H02H7/045;G01R31/52;G01R31/62
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

1.一種基于MEEMD算法的變壓器勵磁涌流識別方法，該方法是基于排列熵算法而提出的，其特征在于：具體包括如下步驟：

步驟1：采集變壓器兩側的差動電流信號，并對其進行MEEMD分解，經過MEEMD分解后得到若干個滿足IMF條件的本征模態函數即IMF分量；

步驟2：從步驟1分解的結果中提取第一個IMF分量；

步驟3：對步驟2中得到的IMF分量作Hilbert變換，得到其瞬時頻率；

步驟4：根據步驟3得到的瞬時頻率，監測瞬時頻率兩相鄰突變點之間的時間間隔；

步驟5：對變壓器勵磁涌流和區內故障進行識別；

在步驟1中，MEEMD分解的具體步驟如下：

步驟1.1：在原始電流信號S(t)中，添加均值為零的成對的白噪聲信號n_i(t)和-n_i(t)，即：

其中，n_i(t)表示添加的白噪聲信號，a_i表示添加的白噪聲信號的幅值，i＝1,2,…,N_e,N_e表示添加的白噪聲信號的對數；

步驟1.2：分別對和進行EMD分解，分別得到P個IMF分量即和(i＝1,2,…N_e；j＝1,2,…P)；

步驟1.3：集成平均步驟1.2得到的IMF分量：

步驟1.4：將步驟1.3得到的IMF分量按高頻到低頻排列，并依次檢測其熵值，直到熵值小于或等于0.3時停止檢測；

步驟1.5：如果步驟1.3得到IMF分量的前Z-1個IMF分量的熵值大于0.3，則從原始信號S(t)中減去步驟1.3中熵值大于0.3的IMF分量，得到剩余信號r(t)，即：

步驟1.6：對步驟1.5得到的剩余信號r(t)進行EMD分解，將得到的IMF分量按高頻到低頻排列。

2.根據權利要求1所述的基于MEEMD算法的變壓器勵磁涌流識別方法，其特征在于：排列熵算法的內容如下：

對一長度為N的時間序列{X(i),i＝1,2,3…N}進行相空間重構，得到相空間矩陣：

其中j＝1,2,3,…k；m為嵌入維數；λ為延遲時間；k為重構向量的個數，k＝N-(m-1)λ；矩陣中的每一行可以看成是一個重構分量，總共有k個重構分量；將矩陣中的第j個重構分量按照從小到大的順序重新排列，得到各個元素所在列的索引j₁,j₂,…,j_d，即

x(i+(j₁-1)λ)≤x(i+(j₂-1)λ)≤…≤x(i+(j_d-1)λ)

若存在兩個相等的重構分量，如x(i+(j_i1-1)λ)＝x(i+(j_i2-1)λ)，這時就按j_i1和j_i2的大小來排序，當j_i1＜j_i2時，則有：

x(i+(j_i1-1)λ)≤x(i+(j_i2-1)λ)；

則對于任意一個時間序列數據組成的向量X(i)都能得到一個時間序列

S(y)＝(j₁,j₂,…j_m)；

其中，y＝1,2,…k,k≤m！，m個不同的符號(j₁,j₂,…j_m)共有m！種不同的排列，對應m！種不同的符號排列，S(y)只是m！種符號排列的一種，每一種符號序列出現的概率為P₁,P₂,…P_k,此時，時間序列X(i)的k種不同符號序列的排列熵(PE)按照熵的形式定義為：

當P_j＝1/m！時，H_P(m)就達到最大值ln(m！)；為了方便，通過ln(m！)將H_P(m)歸一化處理，即：

0≤H_P(m)/ln(m！)≤1；

其中，H_P的值大小表示時間序列X(i),i＝1,2,3,…,N；H_P的值越小，表示時間序列越規則，反之，則表示時間序列越隨機。