[发明专利]基于混沌系统的局部放电信号周期性脉冲干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统变压器局部放电检测领域，特别是一种基于混沌系统的局部放电信号周期性脉冲干扰抑制方法。

背景技术

脉冲干扰信号是局部放电在线检测中很重要的干扰源组成部分，主要由可控硅的动作和地网中的脉冲干扰组成，为了能够准确的识别出变压器局部放电脉冲信号，必须对周期性脉冲干扰进行抑制。

针对周期性脉冲干扰，很多科研人员也提出了很多的抑制方法，有根据生物医学肌动电流图(EMG)工作原理提出的能够自动检测并抑制局部放电中脉冲干扰的算法，也有利用最长距离法对周期性脉冲信号聚类，再利用脉冲相角图对其进行区分的方法，还有根据不同信号二维图像特征和不同相角干扰的强弱提出了一种改进算法，这些方法都取得了一定的效果。

通过混沌振子系统的运行把湮没在随机噪声中的有效周期、准周期信号检测出来，这是混沌检测的思想，最早由美国Birx在博士论文中提出(1990)。根据对初值的高度依赖性以及对小扰动具有很强烈的敏感性，可以利用其对微弱的周期性信号行检测。因此，本发明根据混沌系统的这一特性，利用其对周期性脉冲干扰进行度量并抑制，得到了很好的效果。将本发明应用于电力系统变压器局部放电检测领域，可以实现对放电模式的识别，并达到对变压器故障的预防目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于混沌系统的局部放电信号周期性脉冲干扰抑制方法，该方法能够有效的检测出变压器局部放电信号中的周期性脉冲干扰并对其进行抑制，并用于局部放电模式识别。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于混沌系统的局部放电信号周期性脉冲干扰抑制方法，其特征在于：根据混沌系统对微小干扰的敏感性，针对局部放电中的周期性脉冲干扰，提出利用混沌系统对其进行抑制，先对系统的周期激振力幅值进行调节，使系统处于临界状态，将滤除白噪声和周期性窄带干扰的信号加入系统的非线性恢复力项，观察信号的相图轨迹来判断周期性脉冲干扰信号的有无，调整系统参数对信号幅值和出现的初始时刻进行准确度量。

在本发明的实施例中，该方法的具体实现步骤如下，

步骤1：利用四阶龙格-库塔算法对下述公式的Duffing方程进行求解，取步长                                                =，，调节参数使混沌振子系统处于临界状态，经过调节得到此时；

上式中，表示周期激振力的角频率，代表周期激振力的幅值，为阻尼系数，取值为0.5，系数，其中是含有周期性脉冲干扰的目标信号，参数满足，表示以为周期的参考脉冲信号；

步骤2：将目标信号乘以之后输入系统当成恢复力项参数扰动；如果目标信号中含有周期性脉冲干扰，则系统就会立刻变为大尺度周期态；

步骤3：依据先验知识，用函数或者高斯函数构建出周期性脉冲干扰的参考信号模型，其中为脉冲发生的起始时刻；用与局部放电信号相同的采样频率对周期性脉冲信号进行分析，将其加入系统中作为参数扰动，观察相图轨迹并判断出系统处于何种状态；

步骤4：令，调整，使得系统由大尺度周期态转变为混沌态，调整由0一步步加大，观察相图轨迹，如果系统转变为大尺度周期态，即为此目标信号中脉冲发生的起始时刻；

步骤5：在确定之后，令，调整从0逐渐增大，若系统转变为混沌态，则就是周期性脉冲干扰的幅值度量；

步骤6：得到和的数值之后，从原信号减去，即可将这类周期性干扰信号去除，将换成另一种脉冲干扰，并重复步骤1~5，最后完成周期性干扰脉冲的精确度量与抑制。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、通过相图轨迹可以直观地观察到系统中是否有周期性脉冲干扰；

2、周期性脉冲干扰信号被准确的度量，并得到了抑制。

附图说明

图1是本发明实施例的工作流程图。

图2是带有周期性脉冲干扰的变压器局部放电信号图。

图3是处于混沌状态的相图轨迹图。

图4是处于临界状态的相图轨迹图。

图5是处于大尺度周期性态的相图轨迹图。

图6是抑制第一类周期性脉冲干扰之后的效果图。

图7是抑制第二类周期性脉冲干扰之后的效果图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明的一种基于混沌系统的局部放电信号周期性脉冲干扰抑制方法，利用特定的混沌系统周期性脉冲干扰进行度量和抑制。