[发明专利]一种利用模式判决的变压器运行状态振声检测方法和系统

权利要求书

1.一种利用模式判决的变压器运行状态振声检测方法，其特征在于，包括：

步骤101获取按时间顺序采集的信号序列S；

步骤102生成循环延迟信号矩阵，具体为：循环延迟信号矩阵记为D，其第i行第j列元素记为d_ij，所用求取公式为：

其中：

为信号序列S的第|i+j|_N个元素，

|i+j|_N表示以N为模对i+j取余数，

N为信号序列S的长度，

i＝1,2,···,N为行序号，

j＝1,2,···,N为列序号；

步骤103生成窗口零阶矩阵，具体为：第k个窗口零阶矩阵记为所用求取公式为：

其中：

g₁＝d_k-1,k-1+d_k,k-1+d_k+1,k-1-d_k-1,k+1-d_k,k+1-d_k+1,k+1，

g₁：第一中间参数，

g₂＝d_k-1,k-1+d_k-1,k+d_k-1,k+1-d_k+1,k-1-d_k-1,k-d_k+1,k+1，

g₂：第二中间参数，

d_k-1,k-1：所述循环延迟矩阵D的第k-1行第k-1列元素，

d_k,k-1：所述循环延迟矩阵D的第k行第k-1列元素，

d_k+1,k-1：所述循环延迟矩阵D的第k+1行第k-1列元素

d_k-1,k+1：所述循环延迟矩阵D的第k-1行第k+1列元素，

d_k,k+1：所述循环延迟矩阵D的第k行第k+1列元素，

d_k+1,k+1：所述循环延迟矩阵D的第k+1行第k+1列元素

d_k-1,k：所述循环延迟矩阵D的第k-1行第k列元素，

d_k+1,k：所述循环延迟矩阵D的第k+1行第k列元素，

如果k-11，则k-1置为1，

如果k+1N，则k+1置为N，

k＝1,2,···,N为窗口序号；

步骤104求取窗口σ矩阵，具体为：第k个窗口σ矩阵记为所用求取公式为：

其中：

为第三中间参数，

J₁₂＝g₁g₂×G_σ为第四中间参数，

为第五中间参数，

G_σ是均值为0方差为σ的高斯随机变量，

σ为信号序列S的均方差；

步骤105求取窗口模式判决值，具体为：第k个窗口模式判决值记为H_k，所用求取公式为：

其中：

第k个窗口零阶矩阵的Frobenus范数，

为第k个窗口σ矩阵的Frobenus范数；

步骤106求取状态判断阈值，具体为：状态判断阈值记为ε，所用求取公式为：

其中：

m_k为循环延迟信号矩阵D中第k行矢量的均值，

σ_k为循环延迟信号矩阵D中第k行矢量的均方差；

步骤107判断变压器运行状态，具体为：如果第k个窗口的模式判决值H_k满足判断条件|H_k|≥ε，则在所述信号序列S的第k点处，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态。

2.一种利用模式判决的变压器运行状态振声检测系统，其特征在于，包括：

模块201获取按时间顺序采集的信号序列S；

模块202生成循环延迟信号矩阵，具体为：循环延迟信号矩阵记为D，其第i行第j列元素记为d_ij，所用求取公式为：

其中：

为信号序列S的第|i+j|_N个元素，

|i+j|_N表示以N为模对i+j取余数，

N为信号序列S的长度，

i＝1,2,···,N为行序号，

j＝1,2,···,N为列序号；

模块203生成窗口零阶矩阵，具体为：第k个窗口零阶矩阵记为所用求取公式为：

其中：

g₁＝d_k-1,k-1+d_k,k-1+d_k+1,k-1-d_k-1,k+1-d_k,k+1-d_k+1,k+1，

g₁：第一中间参数，

g₂＝d_k-1,k-1+d_k-1,k+d_k-1,k+1-d_k+1,k-1-d_k-1,k-d_k+1,k+1，

g₂：第二中间参数，

d_k-1,k-1：所述循环延迟矩阵D的第k-1行第k-1列元素，

d_k,k-1：所述循环延迟矩阵D的第k行第k-1列元素，

d_k+1,k-1：所述循环延迟矩阵D的第k+1行第k-1列元素

d_k-1,k+1：所述循环延迟矩阵D的第k-1行第k+1列元素，

d_k,k+1：所述循环延迟矩阵D的第k行第k+1列元素，

d_k+1,k+1：所述循环延迟矩阵D的第k+1行第k+1列元素

d_k-1,k：所述循环延迟矩阵D的第k-1行第k列元素，

d_k+1,k：所述循环延迟矩阵D的第k+1行第k列元素，

如果k-11，则k-1置为1，

如果k+1N，则k+1置为N，

k＝1,2,···,N为窗口序号；

模块204求取窗口σ矩阵，具体为：第k个窗口σ矩阵记为所用求取公式为：

其中：

为第三中间参数，

J₁₂＝g₁g₂×G_σ为第四中间参数，

为第五中间参数，

G_σ是均值为0方差为σ的高斯随机变量，

σ为信号序列S的均方差；

模块205求取窗口模式判决值，具体为：第k个窗口模式判决值记为H_k，所用求取公式为：

其中：

第k个窗口零阶矩阵的Frobenus范数，

为第k个窗口σ矩阵的Frobenus范数；

模块206求取状态判断阈值，具体为：状态判断阈值记为ε，所用求取公式为：

其中：

m_k为循环延迟信号矩阵D中第k行矢量的均值，

σ_k为循环延迟信号矩阵D中第k行矢量的均方差；

模块207判断变压器运行状态，具体为：如果第k个窗口的模式判决值H_k满足判断条件|H_k|≥ε，则在所述信号序列S的第k点处，变压器处于非正常运行状态；否则，变压器处于正常运行状态。