[發明專利]一種單通道信號下局部放電窄帶干擾盲源分離方法及裝置

有效

• 申請號: 202010699514.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111999607B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 牛崢;羅新;李乾坤;石延輝;謝超;譚華安;劉春濤;黃學民;陳為慶;歐陽聰
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司廣州局
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G06K9/62
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;黃培智

1.一種單通道信號下局部放電窄帶干擾盲源分離方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、輸入待去噪的單通道局部放電信號h(t)；

S2、對h(t)進行FFT變換和S變換，獲取窄帶干擾的信號的個數n和頻率范圍F_i(i＝1,2,…,n)；

S3、使用重心校正法提取出各個窄帶干擾信號V_i(t)的相位θ_i、頻率f_i、幅值A_i；

S4、在h(t)后添加正弦校準信號k(t)，記為信號w(t)；

S5、根據步驟S3中估算出的窄帶干擾的相位θ_i、頻率f_i、幅值A_i構造虛擬窄帶干擾信號v_i(t)，加入與k(t)相同長度的零信號z(t)，記為p_i(t)；

S6、將w(t)和p_i(t)共同作為盲源分離算法FastICA的觀測信號X，完成對h(t)中窄帶干擾信號的分離，得到去噪后的局部放電信號Pd(t)；

S7、利用k(t)的幅值與相位的先驗知識，完成Pd(t)的幅值與相位校準，得到校準后的局部放電信號Pd^*(t)。

2.根據權利要求1所述的一種單通道信號下局部放電窄帶干擾盲源分離方法，其特征在于：所述步驟S2包括：

S21、對h(t)進行FFT變換和S變換，得到頻譜圖和二維時頻分布圖；

S22、根據周期性窄帶干擾在頻譜中呈現尖峰狀和周期性窄帶干擾在時頻分布圖上頻率分布集中且持續時間長的特點，二者聯合分析得到窄帶干擾的信號的個數n和頻率范圍F_i(i＝1,2,…,n)。

3.根據權利要求1所述一種單通道信號下局部放電窄帶干擾盲源分離方法，其特征在于：所述步驟S3包括以下步驟：

S31、當j＝1，使用能量重心法對將窄帶干擾的頻率f₁、幅值A₁、相位θ₁進行校正；

S32、對j＝i，使用能量重心法對窄帶干擾的頻率f_i、幅值A_i、相位θ_i進行校正；

S33、不斷往復進行步驟S32，直到j＝n，完成所有窄帶干擾的頻率、幅值、相位的校正。

4.根據權利要求3所述一種單通道信號下局部放電窄帶干擾盲源分離方法，其特征在于：所述步驟S32包括以下步驟：

(a)對h(t)采用漢寧窗函數w(m)進行分析，漢寧窗的定義為：

其中，N為采樣點總數；

(b)對h(t)·w(m)進行FFT變換，根據F_i確定窄帶干擾對應的頻譜的序列號范圍[n_i1，n_i2]，在[n_i1，n_i2]尋找到頻譜最大峰值對應的序列號k_i；

(c)漢寧窗旁瓣的功率譜值遠小于主瓣的值，根據其能量重心的特性，利用最大峰值y_ki對應的序列號k_i附近的功率譜值y_ki+I較大的譜線完成窄帶干擾信號的f_i、A_i、θ_i的校正；

其中，f_i校正公式為：

A_i校正公式為：

設最大峰值y_ki對應的序列號k_i處的FFT系數的實部為R_ki，虛部為I_ki，則θ_i校正值為：

θ_i＝arctan(I_k/R_k)+π(f_k-f_i)

其中，f_s為采樣頻率，取k左右3個譜線值進行校正，故a＝3，因為采用漢寧窗，K_t＝8/3。