[发明专利]一种基于免疫粒子群的局部放电源定位方法和系统

说明书

本申请公开了一种基于免疫粒子群的局部放电源定位方法和系统，构建变压器的空间模型，构造速度因子和相对传播因子矩阵，充分反映变压器内部的电磁波传播情况；根据空间中随机分布的粒子，计算粒子与已知电磁传感器的坐标差作为真实距离，然后通过累计功率能量曲线以及模型结构计算得到放电源与电磁传感器之间的距离差作为估计距离，其次将真实距离与估计距离之差作为适应度函数，最后通过算法在三维空间中迭代搜索，其算法的最优粒子即为定位位置。解决了现有的局部放电源定位方法的定位精度依赖于传感器的位置，存在局限性的技术问题。

技术领域

本申请涉及局部放电检测技术领域，尤其涉及一种基于免疫粒子群的局部放电源定位方法和系统。

背景技术

局部放电(Partial Discharge，PD)是高压电气设备绝缘劣化的早期迹象，因此局部放电检测可以作为设备绝缘状态评估的有效手段。电力设备的运行状态直接影响着整个电网的稳定运行，局部放电不仅是绝缘故障产生的重要原因，也是绝缘劣化程度的主要评估手段，因此对于现场的电力设备，获得局部放电的具体位置将有助于提高电网运行效率的安全性。

目前的局部放电源定位是根据接受到的波形到达时间差法(TDOA)、根据到达方向角法(DOA)、根据信号往返时间法(ROTF)定位，以及根据接收到的信号幅度(RSSI)法来定位，但是，由于现场存在噪声例如电磁干扰或环境噪声，而以上现有的方法的局部放电源定位精度与电磁传感器的位置密切相关，定位精度依赖于电磁传感器的位置，存在局限性。

发明内容

本申请提供了一种基于免疫粒子群的局部放电源定位方法和系统，用于解决现有的局部放电源定位方法的定位精度依赖于电磁传感器的位置，存在局限性的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于免疫粒子群的局部放电源定位方法，包括：

在变压器内部放入4个以上的电磁传感器，记录各个电磁传感器的坐标信息；

获取各个电磁传感器在变压器发生局部放电时接收到局部放电信号的时间；

建立变压器空间模型，获得变压器内部节点的相对传播因子矩阵；

通过累积能量曲线获得局部放电信号到达各个电磁传感器的时间差，采用最小二乘法求得局部放电信号到达各个电磁传感器的真实距离；

基于费马定理，通过免疫粒子群算法计算局部放电信号与电磁传感器的最短距离，得到估计距离；

将真实距离与估计距离之差作为免疫粒子群算法的适应度函数；

通过免疫粒子群算法寻找最优解，得到局部放电源定位位置。

可选地，通过免疫粒子群算法寻找最优解，得到局部放电源定位位置，包括：

初始化粒子群算法参数，并设置最大迭代次数；

根据适应度函数计算当前粒子的适应度，更新粒子位置；

若迭代次数达到最大迭代次数或适应度达到最佳适应度，则结束寻优，输出最优解，否则，将适应度在预置阈值以上的抗体存入记忆库中作为免疫记忆细胞，加入新的粒子种群，对于适应度小于预置阈值的粒子，更新粒子速度和粒子位置，将更新步长在预设范围内的粒子加入新的免疫记忆细胞所在的新的粒子种群，否则再次迭代寻找最优粒子，返回计算粒子的适应度；

计算新的粒子种群中每个粒子的选择概率，筛选选择概率在概率阈值以上的粒子，组成新的抗体群；

从新的抗体群中接种疫苗，获取选择适应度最大的两个可行解进行交叉和变异操作，更新种群，计算种群中的粒子适应度，若适应度大于最佳适应度，则接受最优定位解，否则返回判断迭代次数的步骤。

可选地，相对传播因子的计算公式为：