[發明專利]一種局部放電混合噪聲的抑制方法及系統

在審

• 申請號: 202111148291.5
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113822214A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 張宇;黃雪莜;余偉洲;李水天;王國慶;許政強;胡斌斌;易慧
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08;G01R31/12
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

1.一種局部放電混合噪聲的抑制方法，其特征在于，包括步驟：

(1)采集電力設備的具有混合噪聲的原始局部放電信號；

(2)采用基于曲率譜變化的奇異值分解方法分離原始局部放電信號中的窄帶噪聲，以獲得第一處理信號；

(3)采用卷積自編碼器分離第一處理信號中的白噪聲，以獲得去除白噪聲和窄帶噪聲的局部放電信號。

2.如權利要求1所述的局部放電混合噪聲的抑制方法，其特征在于，所述步驟(2)包括：

(2a)構建原始局部放電信號的Hankel矩陣；

(2b)對Hankel矩陣進行奇異值分解，得到突變奇異值位置k；

(2c)計算突變奇異值位置k處的曲率C_k，并進行二階導數判斷，得到窄帶噪聲重構奇異值序列{e₁～e_k}；

(2d)提取窄帶噪聲重構奇異值序列，并將其他奇異值歸零，重新進行奇異值分解，得到窄帶噪聲被抑制后的信號。

3.如權利要求2所述的局部放電混合噪聲的抑制方法，其特征在于，所述卷積自編碼器包括編碼模塊和解碼模塊，所述編碼模塊和解碼模塊均為兩層結構。

4.如權利要求3所述的局部放電混合噪聲的抑制方法，其特征在于，所述編碼模塊的第一層結構包含四個卷積層和一個平均池化層，其中第一層至第三層為卷積層，第四層為平均池化層，第五層為最后一個卷積層；所述編碼模塊的第二層結構包含四個卷積層和一個平均池化層，其中第一層至第三層為卷積層，第四層為平均池化層，第五層為最后一個卷積層。

5.如權利要求4所述的局部放電混合噪聲的抑制方法，其特征在于，所述編碼模塊的第一層結構采用小卷積核提取第一處理信號的不同帶寬信息，并進行融合。

6.如權利要求2所述的局部放電混合噪聲的抑制方法，其特征在于，所述解碼模塊的第一層結構包括三個卷積層，所述解碼模塊的第二層結構包括一個上采樣層。

7.如權利要求6所述的局部放電混合噪聲的抑制方法，其特征在于，所述解碼模塊的第一層結構采用反卷積實現上采樣操作。

8.一種局部放電混合噪聲的抑制系統，其特征在于，包括：

信號采集裝置，其采集電力設備的具有混合噪聲的原始局部放電信號；

SVD模塊，其用以基于曲率譜變化的奇異值分解方法分離原始局部放電信號中的窄帶噪聲，以獲得第一處理信號；

卷積自編碼器，其分離第一處理信號中的白噪聲，以獲得去除白噪聲和窄帶噪聲的局部放電信號。

9.如權利要求8所述的局部放電混合噪聲的抑制系統，其特征在于，所述SVD模塊被構造為執行下述步驟：

(2a)構建原始局部放電信號的Hankel矩陣；

(2b)對Hankel矩陣進行奇異值分解，得到突變奇異值位置k；

(2c)計算突變奇異值位置k處的曲率C_k，并進行二階導數y″(k)判斷，得到窄帶噪聲重構奇異值序列{e₁～e_k}；

(2d)提取窄帶噪聲重構奇異值序列，并將其他奇異值歸零，重新進行奇異值分解，得到窄帶噪聲被抑制后的信號。

10.如權利要求8所述的局部放電混合噪聲的抑制系統，其特征在于，所述卷積自編碼器包括編碼模塊和解碼模塊，所述編碼模塊和解碼模塊均為兩層結構；其中所述編碼模塊的第一層結構包含四個卷積層和一個平均池化層，其中第一層至第三層為卷積層，第四層為平均池化層，第五層為最后一個卷積層；所述編碼模塊的第二層結構包含四個卷積層和一個平均池化層，其中第一層至第三層為卷積層，第四層為平均池化層，第五層為最后一個卷積層；所述解碼模塊的第一層結構包括三個卷積層，所述解碼模塊的第二層結構包括一個上采樣層。