[發(fā)明專利]一種城市中壓配電電纜局部放電信號去噪方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210142407.2
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN114492538B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱冬;劉剛;王德;陳莎;陳晨;韓少華;王秀茹
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司
• 主分類號: G06F18/10
• 分類號: G06F18/10;G06F18/213;G06F18/24;G06F18/23213
• 代理公司: 南京品智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧

1.一種城市中壓配電電纜局部放電信號去噪方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，對染噪局放信號進(jìn)行傅里葉變換，利用K-means算法將局放信號的頻譜分為兩類，去除窄帶干擾的頻率，得到僅含白噪聲的局放信號頻譜；

步驟2，基于順序統(tǒng)計濾波器，估計步驟1得到的僅含白噪聲的局放信號頻譜的上包絡(luò)線；進(jìn)而采用局部極大極小值法，對僅含白噪聲的局放信號頻譜進(jìn)行合理劃分，得到各信號頻率分段；

步驟3，采用經(jīng)驗小波變換對步驟2得到的每個信號頻率分段進(jìn)行自適應(yīng)濾波，得到各信號頻率分段對應(yīng)的模態(tài)分量；

步驟4，利用高階統(tǒng)計量即峭度準(zhǔn)則，從步驟3中得到的模態(tài)分量中選取有用模態(tài)分量；

步驟5，利用3σ準(zhǔn)則對步驟4得到的有用模態(tài)分量進(jìn)行閾值判別，得到新的有用模態(tài)分量，最終重構(gòu)局放信號；

所述步驟2中，基于順序統(tǒng)計濾波器，對僅含白噪聲的局放信號頻譜進(jìn)行上包絡(luò)線估計，并對上包絡(luò)線中不可導(dǎo)點進(jìn)行平滑處理，自適應(yīng)分割信號頻譜；

采用基于順序統(tǒng)計濾波器分割頻譜的算法步驟為：

步驟2-1，計算染噪局放序列f(t)的局部極大值，分別為f(t₁),f(t₂),…,f(t_p)，其中p為局部極大值的個數(shù)；

步驟2-2，計算兩個連續(xù)局部極大值的距離D，令D₁＝|f(t₁)-f(t₂)|，并存儲為一個數(shù)組D_max＝[D₁,D₂,…,D_n]，則窗寬大小S_OSF可由式(1)表示；

S_OSF＝min{D_max}?????????(1)

步驟2-3，計算每個窗口的上包絡(luò)值；局放信號f(t)長度為N，窗寬S_OSF將信號分割為N-S_OSF+1組，則第j組的數(shù)據(jù)被表示為

步驟2-4，用Evlp表示信號的上包絡(luò)；令j＝1，提取中的最大值并存入Evlp(1)中；令j＝2，提取中的最大值并存入Evlp(2)中；

步驟2-5，增大j并重復(fù)上述步驟，最終Evlp可表示為：

步驟2-6，對Evlp中的不可導(dǎo)點進(jìn)行平滑處理，計算處理后包絡(luò)線的局部極大極小值點作為頻譜的邊界分割點；

所述步驟3中，采用改進(jìn)經(jīng)驗小波變換去除白噪聲干擾的算法步驟為：

步驟3-1、對僅含白噪聲的局放信號進(jìn)行傅里葉變換，基于順序統(tǒng)計濾波器擬合頻譜上包絡(luò)線，采用局部極大極小值法將傅里葉頻譜[0,π]分割成N個連續(xù)的頻段Λ_n＝[ω_n-1,ω_n]，以每個ω_n為中心，定義過渡帶τ_n；ω₀＝0,ω_n＝π；N為大于0的自然數(shù)，n＝N+1；

步驟3-2、利用Littlewood-Paley和Meyer小波思想構(gòu)造每個頻段的帶通濾波器，得到經(jīng)驗尺度函數(shù)和經(jīng)驗小波函數(shù)；經(jīng)驗尺度函數(shù)和經(jīng)驗小波函數(shù)表達(dá)式用式(3)、(4)表示；

其中，

β(x)＝x⁴(35-84x+70x²-20x³)?????(5)

步驟3-3、確定經(jīng)驗小波變換的近似系數(shù)和細(xì)節(jié)系數(shù)；

上述兩式中，φ₁(t)、ψ_n(t)分別為的傅里葉反變換；

則重構(gòu)的局放信號各模態(tài)分量f_k可表示為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市中壓配電電纜局部放電信號去噪方法，其特征在于，所述步驟1中采用K-means算法，將噪聲信號的頻譜幅值m₁和相鄰頻率幅值的標(biāo)準(zhǔn)偏差m₂作為聚類的特征量，對噪聲信號的頻譜進(jìn)行分類，抑制窄帶干擾。