[发明专利]一种基于混沌退火小波硬阈值法XLPE电缆局部放电消噪方法有效

专利信息
申请号: 201510022905.3 申请日: 2015-01-16
公开(公告)号: CN104699949B 公开(公告)日: 2017-08-25
发明(设计)人: 林秀钦;张伟忠;王俊波;覃浩;张慧;陈孝信;许永鹏;钱勇;盛戈皞;江秀臣 申请(专利权)人: 广东电网有限责任公司佛山供电局;上海交通大学
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50;G01R31/12
代理公司: 广州知友专利商标代理有限公司44104 代理人: 周克佑
地址: 528000 广东省*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 混沌 退火 小波硬 阈值 xlpe 电缆 局部 放电 方法
【权利要求书】:

1.一种基于混沌退火小波硬阈值法的XLPE电缆局部放电消噪方法,其特征在于包括下述步骤:

S1,输入XLPE电缆的局部放电信号;

S2,选择db5小波基函数,分解层次J设置为5层,小波分解得到低频系数C(j,n)和高频系数W(j,n);

S3,采用广义交叉验证准则作为选取阈值的评估条件;

把小波系数值的绝对值与阈值进行比较,小于或等于阈值的点变为0,大于阈值的点变为该点值与阈值的差值,如式(1):

Wδ=W,|W|>δ0,|W|δ---(1)]]>

其中,W为原始小波系数值,Wδ为阈值化的小波系数值,δ为阈值,sgn为符号函数;

风险评估函数定义为式(2):

GCV(δ)=N||W-Wδ||2N02---(2)]]>

其中,No是小波系数被置为0的个数,N是小波系数的总个数;

对于大量的小波系数,GCV(δ)最小的同时,也使得均方差函数R(δ)最小化;

R(δ)=1N||Wδ-V||2---(3)]]>

其中,V是无噪声干扰时的小波系数矢量;

S4,运用混沌优化方法进行全局粗搜索,采用Logistic映射作为混沌优化序列,如公式(4):

X(n+1)=μX(n)(1-X(n)),(n=0,1,…,N)(4)

其中,X(0)=0.5,μ=4;由Logistic映射得到的混沌变量X(n)通过式(5),变换到阈值的变化域中:

X(n)′=αX(n),(n=0,1,…,N)(5)

于是,针对小波阈值寻优问题,α即小波阈值的初始值δ0,混沌粗搜索寻优的公式表示如式(6)所示:

δn,k′=Tk′δ0X(n),n,k=0,1…,N(6)

式中,T′为模拟退火状态产生函数;

S5,运用模拟退火原理进行细搜索,采用渐进收缩扰动方式促进算法收敛;

S6,根据混沌退火算法选取最优硬阈值,对小波系数进行硬阈值处理,根据公式(1)得处理后的小波系数为W(j,n)’,按C(j,n)和W(j,n)’进行小波重构;

S7,对消噪效果进行评估,采用消噪后的信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)作为标准

1)均方根误差

RMSE=(1NΣi=1N(Si-S^i)2)1/2---(9)]]>

式中,S为真实信号,为消噪后信号,N为信号长度;

2)消噪后信噪比

SNR=10lg(var(Si)(RMSE)2)---(10)]]>

式中,var(Si)为原始信号的方差,其表达式如下所示:

var(Si)=1NΣi=1N(Si-S)2---(11)]]>

其中,

S8,输出消噪后的XLPE电缆局部放电信号。

2.根据权利要求1所述的基于混沌退火小波硬阈值法的XLPE电缆局部放电消噪方法,其特征在于:所述的步骤S5具体为:

设可变范围[0,1]的T变换后的新解为:

T=T+Δ(g,Tmax-T),Γ=0T-Δ(g,T),Γ=1---(7)]]>

Δ(g,T)=T[1-Γ(g/gmax)s]---(8)]]>

其中,Γ是[0,1]上的随机数,gmax为初始接受率时的最大目标函数,S是决定扰动步幅收缩程度的调节参数,取值为1.5;

状态接受函数采用min{1,exp(-Δ/δ′)}>random[0,1]作为接受新状态的条件,其中Δ为新旧状态的目标值差;同时及时更新最优状态以免遗失最优解;

算法终止准则:若满足连续50代最优解无变化,则算法停止工作。

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