[發(fā)明專利]一種利用模式判決的變壓器運(yùn)行狀態(tài)振聲檢測方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011229088.6
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112307998B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟明岳;孫海龍
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用模式判決的變壓器運(yùn)行狀態(tài)振聲檢測方法，其特征在于，包括：

步驟101獲取按時間順序采集的信號序列S；

步驟102生成循環(huán)延遲信號矩陣，具體為：循環(huán)延遲信號矩陣記為D，其第i行第j列元素記為d_ij，所用求取公式為：

其中：

為信號序列S的第|i+j|_N個元素，

|i+j|_N表示以N為模對i+j取余數(shù)，

N為信號序列S的長度，

i＝1,2,···,N為行序號，

j＝1,2,···,N為列序號；

步驟103生成窗口零階矩陣，具體為：第k個窗口零階矩陣記為所用求取公式為：

其中：

g₁＝d_k-1,k-1+d_k,k-1+d_k+1,k-1-d_k-1,k+1-d_k,k+1-d_k+1,k+1，

g₁：第一中間參數(shù)，

g₂＝d_k-1,k-1+d_k-1,k+d_k-1,k+1-d_k+1,k-1-d_k-1,k-d_k+1,k+1，

g₂：第二中間參數(shù)，

d_k-1,k-1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k-1行第k-1列元素，

d_k,k-1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k行第k-1列元素，

d_k+1,k-1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k+1行第k-1列元素

d_k-1,k+1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k-1行第k+1列元素，

d_k,k+1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k行第k+1列元素，

d_k+1,k+1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k+1行第k+1列元素

d_k-1,k：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k-1行第k列元素，

d_k+1,k：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k+1行第k列元素，

如果k-11，則k-1置為1，

如果k+1N，則k+1置為N，

k＝1,2,···,N為窗口序號；

步驟104求取窗口σ矩陣，具體為：第k個窗口σ矩陣記為所用求取公式為：

其中：

為第三中間參數(shù)，

J₁₂＝g₁g₂×G_σ為第四中間參數(shù)，

為第五中間參數(shù)，

G_σ是均值為0方差為σ的高斯隨機(jī)變量，

σ為信號序列S的均方差；

步驟105求取窗口模式判決值，具體為：第k個窗口模式判決值記為H_k，所用求取公式為：

其中：

第k個窗口零階矩陣的Frobenus范數(shù)，

為第k個窗口σ矩陣的Frobenus范數(shù)；

步驟106求取狀態(tài)判斷閾值，具體為：狀態(tài)判斷閾值記為ε，所用求取公式為：

其中：

m_k為循環(huán)延遲信號矩陣D中第k行矢量的均值，

σ_k為循環(huán)延遲信號矩陣D中第k行矢量的均方差；

步驟107判斷變壓器運(yùn)行狀態(tài)，具體為：如果第k個窗口的模式判決值H_k滿足判斷條件|H_k|≥ε，則在所述信號序列S的第k點(diǎn)處，變壓器處于非正常運(yùn)行狀態(tài)；否則，變壓器處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

2.一種利用模式判決的變壓器運(yùn)行狀態(tài)振聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

模塊201獲取按時間順序采集的信號序列S；

模塊202生成循環(huán)延遲信號矩陣，具體為：循環(huán)延遲信號矩陣記為D，其第i行第j列元素記為d_ij，所用求取公式為：

其中：

為信號序列S的第|i+j|_N個元素，

|i+j|_N表示以N為模對i+j取余數(shù)，

N為信號序列S的長度，

i＝1,2,···,N為行序號，

j＝1,2,···,N為列序號；

模塊203生成窗口零階矩陣，具體為：第k個窗口零階矩陣記為所用求取公式為：

其中：

g₁＝d_k-1,k-1+d_k,k-1+d_k+1,k-1-d_k-1,k+1-d_k,k+1-d_k+1,k+1，

g₁：第一中間參數(shù)，

g₂＝d_k-1,k-1+d_k-1,k+d_k-1,k+1-d_k+1,k-1-d_k-1,k-d_k+1,k+1，

g₂：第二中間參數(shù)，

d_k-1,k-1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k-1行第k-1列元素，

d_k,k-1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k行第k-1列元素，

d_k+1,k-1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k+1行第k-1列元素

d_k-1,k+1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k-1行第k+1列元素，

d_k,k+1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k行第k+1列元素，

d_k+1,k+1：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k+1行第k+1列元素

d_k-1,k：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k-1行第k列元素，

d_k+1,k：所述循環(huán)延遲矩陣D的第k+1行第k列元素，

如果k-11，則k-1置為1，

如果k+1N，則k+1置為N，

k＝1,2,···,N為窗口序號；

模塊204求取窗口σ矩陣，具體為：第k個窗口σ矩陣記為所用求取公式為：

其中：

為第三中間參數(shù)，

J₁₂＝g₁g₂×G_σ為第四中間參數(shù)，

為第五中間參數(shù)，

G_σ是均值為0方差為σ的高斯隨機(jī)變量，

σ為信號序列S的均方差；

模塊205求取窗口模式判決值，具體為：第k個窗口模式判決值記為H_k，所用求取公式為：

其中：

第k個窗口零階矩陣的Frobenus范數(shù)，

為第k個窗口σ矩陣的Frobenus范數(shù)；

模塊206求取狀態(tài)判斷閾值，具體為：狀態(tài)判斷閾值記為ε，所用求取公式為：

其中：

m_k為循環(huán)延遲信號矩陣D中第k行矢量的均值，

σ_k為循環(huán)延遲信號矩陣D中第k行矢量的均方差；

模塊207判斷變壓器運(yùn)行狀態(tài)，具體為：如果第k個窗口的模式判決值H_k滿足判斷條件|H_k|≥ε，則在所述信號序列S的第k點(diǎn)處，變壓器處于非正常運(yùn)行狀態(tài)；否則，變壓器處于正常運(yùn)行狀態(tài)。