[发明专利]一种高压直流线路电晕电流变化趋势提取方法

权利要求书

1.一种高压直流线路电晕电流变化趋势提取方法，其特征在于：包括：

1)获取电晕电流测量数据的离散频谱；

2)配置变分模态分解的初始条件；

3)根据所述初始条件划分电晕电流离散频谱为若干模态分量；

4)对各个模态分量的离散频谱进行能量计算，获得包含主要能量的显著模态分量；

5)将显著模态分量进行傅里叶反变换，获得电晕电流的变化趋势。

2.如权利要求1所述的一种高压直流线路电晕电流变化趋势提取方法，其特征在于：利用宽频域特高压电晕电流测量系统获取步骤1)的电晕电流测量数据，并对所述数据进行离散傅里叶变换得到其离散频谱。

3.如权利要求1所述的一种高压直流线路电晕电流变化趋势提取方法，其特征在于：所述步骤2)中的配置变分模态分解的初始条件包括模态数目K、模态带宽限定条件α、计算误差ε和变分模态分解的终止条件。

4.如权利要求1所述的一种高压直流线路电晕电流变化趋势提取方法，其特征在于：所述步骤3)划分电晕电流离散频谱过程包括：

将特高压电晕电流数据的模态分量定义为具有窄带带通特性的调频调幅信号；

根据所述初始条件，对电晕电流的离散数据执行变分模态分解；

获得电晕电流的模态分量。

5.如权利要求4所述的一种高压直流线路电晕电流变化趋势提取方法，其特征在于：所述具有窄带带通特性的调频调幅信号，其表达式如下：

u_k(t)＝A_k(t)cos(f_k(t))

其中，A_k(t)与f_k(t)分别为模态分量的包络函数与相位函数，k是整数。

6.如权利要求5所述的一种高压直流线路电晕电流变化趋势提取方法，其特征在于：所述变分模态分解的目标函数和约束条件分别为：

min{uk},{ωk}{Σk||∂t[(δ(t)+jπt)*uk(t)]e-jωkt||22},s.t.Σkuk=f]]>

其中，u_k(t)和ω_k分别为待优化的电晕电流信号的各个模态和相应的中心频率，f为原始的电晕电流测量数据，δ(t)为单位冲激函数；

利用二次惩罚因子和拉格朗日乘子λ将上式表示的最小化问题转化为无约束优化问题，如下式所示：

其中，t为时间；

在电晕电流信变分模态分解的迭代过程中，包含两个更新过程，分别是模态更新u_k(ω)以及中心频率ω_k的更新，相应的更新公式分别为下述两式：

u^kn+1(ω)=f^(ω)-Σi≠ku^i(ω)+λ^(ω)21+2α(ω-ωk)2]]>

ωkn+1=∫0∞ω|u^kn+1(ω)|2dω∫0∞|u^kn+1(ω)|2dω]]>

其中，为待优化的电晕电流信号的离散频谱，和ω_k为各个模态的离散频谱及相应的中心频率，为拉格朗日乘子；

变分模态分解的计算误差为：

Σk||u^kn+1-u^kn||22/||u^kn||22<ϵ]]>

其中，ε为误差；

当电晕电流信号的变分模态分解没有满足式上式计算误差时，继续更新u_k(ω)以及中心频率ω_k；当变分模态分解满足终止条件上式计算误差时，算法结束，输出电晕电流信号的各个模态分量以及相应的中心频率。