[发明专利]一种基于优化级联双稳态的弱暂态零序电流特征提取方法

摘要

本发明涉及一种基于优化级联双稳态的弱暂态零序电流特征提取方法，用于获取在强噪声背景下微弱暂态零序电流故障特征的特征电流，包括以下步骤：1)构建二级级联双稳态系统X²，并设定二级级联双稳态系统中的势函数参数a₁、b₁、a₂、b₂为优化对象；2)采用改进量子遗传算法对二级级联双稳态系统X²的表达式中势函数参数a₁、b₁、a₂、b₂进行优化，输出最优化参数a_1J、b_1J、a_2J、b_2J；3)在最优化参数条件和变尺度方式下，利用4阶龙格‑库塔算法对二级级联双稳态系统进行求解，得到变尺度方式下的二级级联双稳态系统的输出信号i_T(t)，i_T(t)即为微弱暂态零序电流故障特征提取的特征电流。与现有技术相比，本发明具有自适应、适用于强噪声背景等优点。

主权项

1.一种基于优化级联双稳态的弱暂态零序电流特征提取方法，用于获取在强噪声背景下微弱暂态零序电流故障特征的特征电流，其特征在于，包括以下步骤：1)构建二级级联双稳态系统X2，并设定二级级联双稳态系统中的势函数参数a1、b1、a2、b2为优化对象，所述的二级级联双稳态系统X2的表达式为：V1(x)＝‑a1x2/2+b1x4/4V2(x)＝‑a2x2/2+b2x4/4其中，dx1/dt为为X2的过渡输出信号，dx2/dt为X2的最终输出信号，V1(x)和V2(x)为势函数，s(t)为无噪声的暂态零序电流iz(t)，Γ(t)为噪声信号，t为时间，x为布朗粒子运动的速度，s(t)+Γ(t)为在iz(t)中添加信噪比为‑20db的高斯白噪声所得的含噪声暂态零序电流izg(t)；2)采用改进量子遗传算法对二级级联双稳态系统X2的表达式中势函数参数a1、b1、a2、b2进行优化，输出最优化参数a1J、b1J、a2J、b2J，具体包括以下步骤：21)设置量子遗传算法参数，包括种群大小N、最大遗传代数Gmax、势函数参数a1、b1、a2、b2的范围和适应度指标；22)随机生成N个以量子比特为编码的染色体，获取初始化的种群Q，并对其每个个体进行一次测量，得到每个个体相对应的十进制的确定解P_p，将每个P_p中的值依次替换X²的表达式中势函数参数a₁、b₁、a₂和b₂，可得到对应的N个二级级联双稳态系统23)分别采用4阶龙格‑库塔算法对N个二级级联双稳态系统进行求解，获得N个互相关系数记录最大的为初始互相关系数ρ_o；24)通过量子旋转门更新种群Q，得到下一代种群Qd，重复步骤22)和23)选取下一代种群Qd中最大的互相关系数作为中间互相关系数ρm，并判断中间互相关系数ρm是否大于初始互相关系数ρo，若是，则将ρo替换为ρm作为下一代的进化目标，若否，则保持ρo为下一代的进化目标；25)判断当前进化次数d是否大于最大遗传代数Gmax，若否，则返回步骤24)，若是，则进行步骤26)；26)判断ρo与0.8的大小，若ρ0>0.8，则获得ρo对应的势函数参数为优化参数a1J、b1J、a2J、b2J，若ρo＜0.8，则返回步骤1)；3)在最优化参数条件和变尺度方式下，利用4阶龙格‑库塔算法对二级级联双稳态系统进行求解，得到变尺度方式下的二级级联双稳态系统的输出信号iT(t)，iT(t)即为微弱暂态零序电流故障特征提取的特征电流。