[发明专利]一种基于概率假设密度滤波器的配电柜局部放电定位方法

权利要求书

1.一种基于概率假设密度滤波器的配电柜局部放电定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1:采集配电柜中的局部放电信号，经过处理之后得到局部放电点的位置量测信息；

S2：采用基于概率假设密度滤波器的配电柜局部放电定位方法对局部放电点的量测数据进行分析，得到定位结果；

所述S1中局部放电点的位置量测信息包括：

局部放电点状态集其中M(k)是局部放电点个数，x_k为某一时刻局部放电点状态；以及局部放电点量测集其中N(k)是量测个数，z_k为某一时刻量测状态；

所述S1还包括建立局部放电点状态方程和观测方程；

所述状态方程和观测方程如下：

X_k＝F_k|k-1X_k-1+v_k-1

Z_k＝H_kX_k+w_k

其中，F_k|k-1为状态转移矩阵，v_k-1为过程噪声矩阵；H_k为量测矩阵，w_k为量测噪声；

其中，I₃和O₃分别表示3阶的单位矩阵和零矩阵，T为采样周期，v_k-1～N(0,δ_v)，δ_v＝diag([5,5,5,5,5,5])；w_k～N(0,δ_w)，δ_w＝diag([10,10,10])；

所述S2的实现包括：

S2.1，采用附加线性高斯条件，应用概率假设密度滤波的方法对局部放电点状态随机集的概率假设密度进行预测和更新；

S2.2，对更新后的概率假设密度做高斯剪枝和合并，得到定位结果；

所述S2.1的具体方法如下：

假设k-1时刻的后验强度为高斯混合形式

其中，N(x；m,P)表示均值为m，协方差为P的高斯分布，表示k-1时刻第i个高斯组件的权重，J_k-1为k-1时刻的高斯组件个数，

则k时刻预测方程为D_k|k-1(x)＝D_S，k|k-1(x)+D_β，k|k-1(x)+Υ_k(x)

其中，D_S,k|k-1(x)为存活的局部放电点的后验强度，D_β,k|k-1(x)为衍生的局部放电点的后验强度，Υ_k(x)为新生的局部放电点的后验强度；

其中，P_S表示存活概率，即在k-1时刻存在的目标在k时刻仍然存活的概率，F_k-1表示k-1时刻局部放电点的状态转移矩阵，Q_k-1为过程噪声的协方差；

其中，J_β,l、分别表示衍生局放点高斯组件的个数、权重、均值、协方差、状态转移矩阵以及过程噪声的协方差；

对于新产生的局放点，新产生的局放点的强度由量测驱动，

其中，表示k时刻目标个数，H_k为k时刻观测矩阵，为观测噪声的协方差；

假设k时刻的预测为D_k|k-1(x)，而k时刻又得到了一个新的观测集Z_k＝{z₁,z₂,…,z_k}，则k时刻数据更新后的概率假设密度为

其中，P_D,k为k时刻的检测概率，表示目标在k时刻生成观测的概率，D_D,k(x；z)为被检测到的部分在k时刻数据更新后的概率假设密度；

其中，K_k(z)表示量测中虚警的概率假设密度；

所述S2.2的具体方法如下：

将在k时刻得到的高斯组件G中丢弃权重低于预设剪枝阈值T的高斯组件，保留权重较大的高斯分量，得到新的高斯组件G_new；在G_new中对于一些满足合并条件的高斯分量，将其近似为一个高斯分量，即合并；

所述剪枝阈值T设为1×10^-5，所述合并的阈值为4，当两个高斯组件之间的距离小于4时，将其合并，并由一个新的组件取代，允许的高斯组件的个数不高于100，保留一定数量的权重，并选择权重大于0.5的高斯均值提取多局部放电点状态估计，即得到定位结果。