[发明专利]一种基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法

摘要

本发明涉及一种基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法，属于电力系统继电保护技术领域。首先，采用小波能量熵、均值和方差三个测度刻画行波测距装置获取到的行波录波数据，形成的特征矩阵；其次，采用主成分分析将特征矩阵进行降维处理；最后，采用马氏距离的方法构建判据，当行波录波数据距总体分布中心的距离d_Mq≥d_M,set时，则判断为行波故障录波数据；反之，当行波录波数据距总体分布中心的距离d_MqM,set时，则判断为行波干扰录波数据。大量实测数据分析表明，该方法可靠有效。

主权项

1.一种基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法，其特征在于：首先，采用小波能量熵、均值和方差三个测度刻画行波测距装置获取到的行波录波数据，形成的特征矩阵；其次，采用主成分分析将特征矩阵进行降维处理；最后，采用马氏距离的方法构建判据，当行波录波数据距总体分布中心的距离d_Mq≥d_M,set时，则判断为行波故障录波数据；反之，当行波录波数据距总体分布中心的距离d_Mq<d_M,set时，则判断为行波干扰录波数据；具体步骤为：第一步、计算行波录波数据的小波能量熵：利用小波变换对行波录波数据进行m层分解；其中，D₁、D₂……D_m为1～m尺度下的高频小波尺度系数，A_m+1为m+1 尺度下的低频系数；首先，计算尺度j下k时刻的能量E_jk为：E_jk＝||D_j(k)||² j＝1,2,…m  (1a)E_jk＝||A_j(k)||² j＝m+1  (1b)在式(1a)和(1b)中，D_j(k)为尺度j下k时刻的高频小波系数，A_j(k)为尺度j下k时刻低频小波系数，||·||²为对信号求取绝对值后再求平方；其次，计算每一层的信号总能量E_j为：在式(2)中，为对信号k＝1,2,……n求和，n为信号小波系数的长度；再次，根据能量分布计算得到小波能量熵WEE为：第二步、计算行波录波数据的小波能量均值和方差：根据式(4)、(5)计算每层的小波能量均值和能量方差为：式中，length(j)表示第j层小波系数的长度；第三步、降维处理：根据步骤一和步骤二，得到表征行波录波的3(m+1)×N特征矩阵，采用主成分分析进行降维处理，得到5×N特征矩阵S，其中，N为行波录波数据的长度；第四步、采用马氏距离构建识别判据：首先，利用第三步中得到的降维后的特征矩阵计算行波录波数据总体样本分布中心μ＝[μ₁,μ₂,……μ₅]，且μ_i为：式(6)中，S(i,q)表示特征矩阵S的第i行q列数据；其次，计算样本数据与分布中心的马氏距离d_Mq：其中，∑为总体样本协方差矩阵，T为转置运算，‑1为求逆运算；识别判据为：若d_Mq≥d_M,set时，则判断为故障行波录波数据；反之，当行波录波数据距总体分布中心的距离d_Mq<d_M,set时，则判断为行波干扰录波数据。