[发明专利]一种利用蚁群优化的变压器运行状态振声检测方法和系统

权利要求书

1.一种利用蚁群优化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：

为所述信号序列S的第|i-1+j|_N个元素，

|i-1+j|_N表示以N为模对i-1+j取余数，

i＝1,2,···,N为行序号，

j＝1,2,···,N为列序号，

N为信号序列S的长度；

步骤103生成N个窗口循环延迟子矩阵，具体为：第K个窗口循环延迟子矩阵记为J^K，所用求取公式为：

其中：

d_K-1,K-1为所述循环延迟信号矩阵D的第K-1行第K-1列元素，

d_K,K-1为所述循环延迟信号矩阵D的第K行第K-1列元素，

d_K+1,K-1：所述循环延迟信号矩阵D的第K+1行第K-1列元素

d_K-1,K+1为所述循环延迟信号矩阵D的第K-1行第K+1列元素，

d_K,K+1为所述循环延迟信号矩阵D的第K行第K+1列元素，

d_K+1,K+1为所述循环延迟信号矩阵D的第K+1行第K+1列元素，

d_K-1,K为所述循环延迟信号矩阵D的第K-1行第K列元素，

d_K+1,K为所述循环延迟信号矩阵D的第K+1行第K列元素，

d_K,K为所述循环延迟信号矩阵D的第K行第K列元素，

如果K-11，则K-1置为K，

如果K+1＞N，则K+1置为N，

K＝1,2,···,N为窗口序号；

步骤104初始化过程参数，具体为：过程参数包括影响因子α，蒸发速率ρ，常数因子C，迭代控制参数k和连接矩阵γ；连接矩阵γ的初始化值记为γ⁰；所用初始化公式为：

α＝0.41

ρ＝0.6

C＝0.0001

k＝0

γ⁰＝0_3×3；

步骤105更新过程参数，具体为：连接矩阵γ的第k+1步更新值记为γ^k+1，其第l行第m列元素记为所用更新公式为：

其中：

为蚁群信息素，

为蚁群距离，

T为所述信号序列S的采样间隔，

为所述连接矩阵γ的第k步更新值γ^k第l行第m列元素，

l＝1,2,3为连接行序号，

m＝1,2,3为连接列序号；

步骤106求取更新差值并结束更新，具体为：更新差值记为ε，所用求取公式为：

ε＝|γ^k+1-γ^k|

如果更新差值ε满足公式ε≥0.001，则所述迭代控制参数k的值加1，并返回所述步骤105和所述步骤106重新进行更新；否则迭代结束，并得到滤波因子ω_lm的值为

步骤107对N个窗口延迟循环子矩阵进行滤波，具体为：对第K个窗口循环延迟子矩阵进行滤波，滤波后的结果记为y_K，所用滤波公式为：

其中：

为第K个窗口循环延迟子矩阵J^K的第l行第m列元素；

步骤108求取N个窗口蚁群优化值，具体为：第K个窗口蚁群优化值记为H_K，所用求取公式为：

H_K＝||YG||_F

其中：

为中间循环矩阵，

为线性梯度矩阵，

||YG||_F表示矩阵YG的Frobenius范数，

σ为所述信号序列S的均方差；

步骤109判断变压器运行状态，具体为：如果第K个窗口蚁群优化值H_K大于等于则变压器在第K点处于非正常运行状态；否则变压器处于正常运行状态。

2.一种利用蚁群优化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：

为所述信号序列S的第|i-1+j|_N个元素，

|i-1+j|_N表示以N为模对i-1+j取余数，

i＝1,2,···,N为行序号，

j＝1,2,···,N为列序号，

N为信号序列S的长度；

模块203生成N个窗口循环延迟子矩阵，具体为：第K个窗口循环延迟子矩阵记为J^K，所用求取公式为：

其中：

d_K-1,K-1为所述循环延迟信号矩阵D的第K-1行第K-1列元素，

d_K,K-1为所述循环延迟信号矩阵D的第K行第K-1列元素，

d_K+1,K-1：所述循环延迟信号矩阵D的第K+1行第K-1列元素

d_K-1,K+1为所述循环延迟信号矩阵D的第K-1行第K+1列元素，

d_K,K+1为所述循环延迟信号矩阵D的第K行第K+1列元素，

d_K+1,K+1为所述循环延迟信号矩阵D的第K+1行第K+1列元素，

d_K-1,K为所述循环延迟信号矩阵D的第K-1行第K列元素，

d_K+1,K为所述循环延迟信号矩阵D的第K+1行第K列元素，

d_K,K为所述循环延迟信号矩阵D的第K行第K列元素，

如果K-11，则K-1置为K，

如果K+1＞N，则K+1置为N，

K＝1,2,···,N为窗口序号；

模块204初始化过程参数，具体为：过程参数包括影响因子α，蒸发速率ρ，常数因子C，迭代控制参数k和连接矩阵γ；连接矩阵γ的初始化值记为γ⁰；所用初始化公式为：

α＝0.41

ρ＝0.6

C＝0.0001

k＝0

γ⁰＝0_3×3；

模块205更新过程参数，具体为：连接矩阵γ的第k+1步更新值记为γ^k+1，其第l行第m列元素记为所用更新公式为：

其中：

为蚁群信息素，

为蚁群距离，

T为所述信号序列S的采样间隔，

为所述连接矩阵γ的第k步更新值γ^k第l行第m列元素，

l＝1,2,3为连接行序号，

m＝1,2,3为连接列序号；

模块206求取更新差值并结束更新，具体为：更新差值记为ε，所用求取公式为：

ε＝|γ^k+1-γ^k|

如果更新差值ε满足公式ε≥0.001，则所述迭代控制参数k的值加1，并返回所述模块205和所述模块206重新进行更新；否则迭代结束，并得到滤波因子ω_lm的值为

模块207对N个窗口延迟循环子矩阵进行滤波，具体为：对第K个窗口循环延迟子矩阵进行滤波，滤波后的结果记为y_K，所用滤波公式为：

其中：

为第K个窗口循环延迟子矩阵J^K的第l行第m列元素；

模块208求取N个窗口蚁群优化值，具体为：第K个窗口蚁群优化值记为H_K，所用求取公式为：

H_K＝||YG||_F

其中：

为中间循环矩阵，

为线性梯度矩阵，

||YG||_F表示矩阵YG的Frobenius范数，

σ为所述信号序列S的均方差；

模块209判断变压器运行状态，具体为：如果第K个窗口蚁群优化值H_K大于等于则变压器在第K点处于非正常运行状态；否则变压器处于正常运行状态。