[发明专利]基于粒子群优化的弱暂态零序电流故障特征提取方法

摘要

本发明专利涉及一种基于粒子群优化的弱暂态零序电流故障特征提取方法。首先，设置势函数参数为优化对象、随机初始化粒子组成一个种群；然后，利用变尺度双稳态系统对弱暂态零序电流进行特征提取，计算初始电流与该电流之间的互相关系数；接着，按照互相关系数的最大化作为暂态零序电流检测效果的度量准则和参数优化选取的依据，根据适应度值更新粒子位置和飞行速度；最后，当进化次数达到最大阈值，停止更新并输出最优化参数，在该条件下，对暂态零序电流进行特征提取，若互相关系数大于0.85，则故障特征提取完成；反之，则再进行优化，直至大于0.85，故障特征提取完成。

主权项

1.一种基于粒子群优化的弱暂态零序电流故障特征提取方法，其特征在于，所述弱暂态零序电流故障特征提取方法包括如下步骤：步骤1设定双稳态系统中的势函数参数a、b为优化对象，其中，双稳态系统表达式为：dx/dt＝‑dV(x)/dx+s(t)V(x)为势函数，V(x)＝‑ax2/2+bx4/4，a和b为势函数参数，s(t)代表暂态零序电流iz(t)，其中，iz(t)不含噪声信号；步骤2设定粒子的维数为2维，其中，a代表第1维，b代表第2维；步骤3设定粒子种群规模及进化次数，其中，粒子个数为25个，进化次数为100次；步骤4初始化粒子种群中各粒子的位置Xj(k)及飞行速度Vj(k)，其中，Xj(k)和Vj(k)分别表示k时刻种群中第j个粒子的位置和速度，j为粒子编号；步骤5将强噪声背景下的弱暂态零序电流izg(t)替换双稳态系统表达式中的s(t)，并对双稳态系统进行四阶龙格‑库塔算法求解，求解所得的解为初始电流is(t)；步骤6设定个体适应度评价指标，其中，计算is(t)与iz(t)之间的互相关系数ρsz，并将ρsz设置为个体适应度评价指标；步骤7更新所有粒子的飞行速度和位置，其中，粒子飞行速度更新计算式为：Vj(k+1)＝Vj(k)+c1×R1×[Pj(k)‑Xj(k)]+c2×R2×[G(k)‑Xj(k)]其中，R1、R2为介于0～1之间相互独立均匀分布的随机数；c1、c2为学习因子，且c1＝c2＝1.49445；Xj(k)和Vj(k)分别表示k时刻种群中第j个粒子的位置和速度，其中，j为粒子编号；Pj(k)表示k时刻粒子本身迄今为止搜索到的最优解；G(k)表示k时刻整个种群迄今为止搜索到的最优解，其中，k表示当前进化次数；Vj(k+1)表示k+1时刻种群中第j个粒子的速度；粒子位置更新计算式为：Xj(k+1)＝Xj(k)+Vj(k+1)其中，Xj(k+1)、Vj(k+1)分别表示调整为k+1时刻后粒子的位置和粒子的飞行速度；步骤8终止条件判定，其中，当进化次数达到设定的最大阈值Tmax时，迭代停止，Tmax为100次；步骤9输出最优化势函数参数ay、by，将ay替换双稳态系统表达式中势函数的参数a，将by替换双稳态系统表达式中势函数的参数b；将强噪声背景下弱暂态零序电流izg(t)替换双稳态系统表达式中的s(t)，并对双稳态系统进行四阶龙格‑库塔算法求解，求解所得的解为特征电流ic(t)；步骤10计算ic(t)与iz(t)之间的互相关系数ρcz的数值，若ρcz＞0.85，则暂态零序电流故障特征提取完成；若ρcz≤0.85，则转入步骤4，直至ρcz＞0.85，故障特征提取结束。