[發(fā)明專利]局部放電脈沖波形時頻圖像矩特征參數(shù)提取方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210178453.8
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114609486A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 司文榮;傅晨釗;蘇磊;劉家妤;倪鶴立;楊菁
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R29/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發(fā)明涉及一種局部放電脈沖波形時頻圖像矩特征參數(shù)提取方法及系統(tǒng)，所述方法包括：步驟101，對脈沖群中的單個脈沖波形利用小波去噪并幅值歸一化后形成時域波形；步驟102，對時域波形進行時頻變換形成時頻圖像；步驟103，對時頻圖像進行時頻能量分布的時間和頻率的一階和二階矩計算；并對時間一階矩和時間二階矩求取絕對值下歸一化幅值的求和，以及頻率一階矩和頻率二階矩求取絕對值下歸一化幅值的求和，分別得到等效時間矩和等效頻率矩；步驟104，對脈沖群中的所有脈沖波形進行特征參數(shù)提取即求取對應(yīng)的等效時間矩和等效頻率矩，得到等效時頻矩特征參數(shù)平面分布。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有更強的魯棒性等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及局部放電檢測技術(shù)，尤其是涉及一種局部放電脈沖波形時頻圖像矩特征參數(shù)提取方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

國外意大利Bologna大學(xué)G.C.Montanari教授等于2002年開始、國內(nèi)西安交通大學(xué)李彥明教授等則于2008年開始，相繼提出了基于超寬頻帶(頻帶可以覆蓋或涉及GB/T7354、GB/T 20833.1、GB/T 20833.2和GB/T 23642所規(guī)定的常規(guī)電氣檢測(30kHz-1MHz)、高頻(3MHz-30MHz)以及甚高頻(30MHz-300MHz)定義的頻段)檢測的局部放電(partialdischarge,PD)脈沖源檢測技術(shù)。將脈沖波形-時間序列檢測代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脈沖峰值-時間序列檢測，即記錄單個脈沖波形及其獲取時刻(交流電壓下可以為相位信息)；由于超寬頻帶檢測保留了脈沖較“全”的波形信息，且不同脈沖源產(chǎn)生的波形具有“自相似性”，利用某種“方法”將獲取的混合原始脈沖群進行快速分類，可以實現(xiàn)脈沖源間的分離，即實現(xiàn)PD源和噪聲源或多PD源之間的分離。

上述某種“方法”將獲取的混合原始脈沖群進行快速分類是該超寬頻帶技術(shù)實施的關(guān)鍵，其分為2大部分：①是脈沖波形特征參數(shù)提取方法；②是基于特征參數(shù)分布的聚類技術(shù)。其中，對于第①部分，發(fā)表于2009.03電工技術(shù)學(xué)報期刊的《基于波形非線性映射的多局部放電脈沖群快速分類》，提出了脈沖波形的非線性映射方法。即提取結(jié)果在二維平面或三維空間中分布顯示，再利用智能聚類分析等手段(第②部分技術(shù))實現(xiàn)脈沖群分離形成各自特征的子脈沖群，從而實現(xiàn)多PD源以及噪聲源的分離。國家電網(wǎng)企業(yè)標準《Q/GDW 11400-2015電力設(shè)備高頻局部放電帶電測試技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則》則給出了如圖1所示的等效頻率(MHZ)和等效時長(ns)的脈沖波形特征參數(shù)提取方法，利用相應(yīng)儀器開展電力設(shè)備帶電檢測的應(yīng)用。

但在實際工程應(yīng)用中，由于受傳播路徑影響，超寬頻帶檢測獲取噪聲源或者PD源產(chǎn)生的脈沖波形存在時域波形表征上非常相似的工況。使得圖1所示的等效頻率和等效時長的脈沖波形特征參數(shù)提取方法不能完全滿足后期利用智能聚類分析等手段實現(xiàn)多PD源以及噪聲源的分離。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種局部放電脈沖波形時頻圖像矩特征參數(shù)提取方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種局部放電脈沖波形時頻圖像矩特征參數(shù)提取方法，該方法針對超寬頻帶檢測獲取脈沖源形成的混合脈沖波形-時間序列即脈沖群，所述方法具體包括以下步驟：

步驟101，對脈沖群中的單個脈沖波形利用小波去噪并幅值歸一化后形成時域波形；

步驟102，對時域波形進行時頻變換形成時頻圖像；

步驟103，對時頻圖像進行時頻能量分布的時間和頻率的一階和二階矩計算；并對時間一階矩和時間二階矩求取絕對值下歸一化幅值的求和，以及頻率一階矩和頻率二階矩求取絕對值下歸一化幅值的求和，分別得到等效時間矩和等效頻率矩；

步驟104，對脈沖群中的所有脈沖波形進行特征參數(shù)提取即求取對應(yīng)的等效時間矩和等效頻率矩，得到等效時頻矩特征參數(shù)平面分布。