本發(fā)明涉及電纜局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著電力系統(tǒng)的高速持續(xù)發(fā)展，電力電纜的敷設(shè)回路長(zhǎng)度穩(wěn)步提高，在城市中得到了廣泛應(yīng)用。然而，電力負(fù)荷與電壓等級(jí)日益增長(zhǎng)，由電纜局部缺陷導(dǎo)致的絕緣問(wèn)題對(duì)供電質(zhì)量與社會(huì)經(jīng)濟(jì)等均構(gòu)成了極大的威脅。為了監(jiān)測(cè)電纜的絕緣狀態(tài)并及時(shí)發(fā)現(xiàn)其局部缺陷，從而預(yù)防電纜運(yùn)行事故的發(fā)生，保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，有必要對(duì)電纜局部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。

電纜局部放電在線監(jiān)測(cè)中，檢測(cè)到的局部放電信號(hào)可能來(lái)自電纜本體和電纜終端頭，也可能來(lái)自與其相連的開(kāi)關(guān)柜。由于不同來(lái)源的局部放電對(duì)設(shè)備危害不同，判斷標(biāo)準(zhǔn)也不同，所以對(duì)局部放電信號(hào)來(lái)源進(jìn)行識(shí)別有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在局部放電信號(hào)識(shí)別方面，信號(hào)特征提取和分類(lèi)器選擇是最關(guān)鍵部分。特征提取是局部放電信號(hào)識(shí)別第一步，特征提取的好壞直接影響到識(shí)別的效果。目前，局部放電信號(hào)特征提取方法主要有統(tǒng)計(jì)特征法和時(shí)域分析法兩大類(lèi)。其中統(tǒng)計(jì)特征法都涉及到局部放電信號(hào)的相位，而配電電纜一般為三芯電纜且共一地線，當(dāng)兩相或三相出現(xiàn)局部放電時(shí)，檢測(cè)局部放電信號(hào)的相位特征變得幾乎不可能。時(shí)域分析法是針對(duì)高速采集一次放電產(chǎn)生的時(shí)域脈沖所得到的波形特征或相應(yīng)的變換結(jié)果進(jìn)行模式識(shí)別，主要包括傅里葉分析法、小波分析法和波形參數(shù)直接提取法等。模式識(shí)別分類(lèi)器主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器、最小距離分類(lèi)器和模糊識(shí)別分類(lèi)器。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)易收斂于局部最優(yōu)解缺陷，精度并不高。

目前，整個(gè)電力行業(yè)對(duì)電力電纜局部放電信號(hào)源的定位通常采用波形時(shí)間差方法，經(jīng)常存在用于傳輸該局部放電信號(hào)的電力電纜線路過(guò)長(zhǎng)時(shí)，識(shí)別精度大大降低且所需識(shí)別時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法及裝置，解決了目前電力行業(yè)對(duì)電力電纜局部放電信號(hào)源的定位通常采用波形時(shí)間差方法，經(jīng)常存在用于傳輸該局部放電信號(hào)的電力電纜線路過(guò)長(zhǎng)時(shí)，識(shí)別精度大大降低且所需識(shí)別時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法，包括：

獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣；

對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣進(jìn)行求模得到模矩陣，并對(duì)模矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列；

根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)；

以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型；

將局部放電信號(hào)作為樣本，對(duì)支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型；

將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型，得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源。

可選地，局部放電信號(hào)包括電纜本體局部放電信號(hào)、電纜終端頭局部放電信號(hào)、開(kāi)關(guān)柜的電暈放電信號(hào)和開(kāi)關(guān)柜的表面放電信號(hào)。

可選地，獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣包括：

獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并通過(guò)預(yù)置公式一對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣，預(yù)置公式一具體為：

其中，h(kT)為局部放電信號(hào)離散時(shí)間序列，ST為局部放電信號(hào)離散時(shí)間序列經(jīng)過(guò)S變換后得到的復(fù)時(shí)頻矩陣，T為離散時(shí)間序列的采樣周期，N為離散時(shí)間序列的長(zhǎng)度，H為離散時(shí)間序列的傅立葉變換，j為虛數(shù)單位，k,n,m＝0,1,…,N-1。

可選地，對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣進(jìn)行求模得到模矩陣，并對(duì)模矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列包括：

對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣ST進(jìn)行求模得到模矩陣STA，并通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)模矩陣STA進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列，預(yù)置第二公式具體為：

其中，U和V均為N×N階正交矩陣，D＝diag(σ₁,σ₂,…,σ_N)為對(duì)角矩陣，其對(duì)角元素(σ₁,σ₂,…,σ_N)為矩陣STA的奇異值，u_i和v_i分別為矩陣U和V的第i列奇異值矢量。

可選地，根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)包括：

根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并通過(guò)預(yù)置第三公式以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)，預(yù)置第三公式具體為：

λ＝[E₁/E,E₂/E,E_q/E…,E_Q/E]；

其中，為奇異值序列（σ₁，σ₂，…,σ_N)的Shannon熵,為小區(qū)間q內(nèi)奇異值得Shannon熵，σ_i(q)為小區(qū)間q內(nèi)的奇異值，Q為小區(qū)間數(shù)。

可選地，采用兩位二進(jìn)制數(shù)標(biāo)記局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別。

可選地，以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型包括：

運(yùn)用二分類(lèi)算法將局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別中的各個(gè)來(lái)源類(lèi)別進(jìn)行組合，構(gòu)成復(fù)數(shù)個(gè)子分類(lèi)器，并以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型。

可選地，將局部放電信號(hào)作為樣本，對(duì)支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型包括：

根據(jù)局部放電信號(hào)的不同來(lái)源隨機(jī)挑選相同數(shù)量的不同來(lái)源的局部放電信號(hào)作為訓(xùn)練樣本，并將訓(xùn)練樣本輸入到支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型。

可選地，將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型，得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源包括：

將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型獲得輸出值，并將輸出值與局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別的二進(jìn)制數(shù)標(biāo)記進(jìn)行對(duì)比，得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別裝置，其特征在于，包括：

變換模塊，用于獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣；

分解模塊，用于對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣進(jìn)行求模得到模矩陣，并對(duì)模矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列；

計(jì)算模塊，用于根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)；

構(gòu)建模塊，用于以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型；

訓(xùn)練模塊，用于將局部放電信號(hào)作為樣本，對(duì)支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型；

輸入模塊，用于將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型，得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法及裝置，包括：獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣；對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣進(jìn)行求模得到模矩陣，并對(duì)模矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列；根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)；以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型；將局部放電信號(hào)作為樣本，對(duì)支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型；將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型，得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源，本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換后，得到復(fù)時(shí)頻矩陣；再對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣進(jìn)行求模得到模矩陣，并對(duì)模矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列；根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)；以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型，最終只要將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型，即可獲取到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源，具有識(shí)別步驟簡(jiǎn)單、識(shí)別精度高、識(shí)別速度快的特點(diǎn)，解決了目前電力行業(yè)對(duì)電力電纜局部放電信號(hào)源的定位通常采用波形時(shí)間差方法，經(jīng)常存在用于傳輸該局部放電信號(hào)的電力電纜線路過(guò)長(zhǎng)時(shí)，識(shí)別精度大大降低且所需識(shí)別時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的電纜本體局部放電信號(hào)波形圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電纜終端頭局部放電信號(hào)波形圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)柜的電暈放電信號(hào)；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)柜的表面放電信號(hào)波形圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法及裝置，用于解決目前電力行業(yè)對(duì)電力電纜局部放電信號(hào)源的定位通常采用波形時(shí)間差方法，經(jīng)常存在用于傳輸該局部放電信號(hào)的電力電纜線路過(guò)長(zhǎng)時(shí)，識(shí)別精度大大降低且所需識(shí)別時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法的一個(gè)實(shí)施例包括：

101、獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣；

首先，獲取到電纜的局部放電信號(hào)，其中可通過(guò)相應(yīng)的試驗(yàn)獲取到不同來(lái)源的局部放電信號(hào)，不同來(lái)源的局部放電信號(hào)包括電纜本體局部放電信號(hào)、電纜終端頭局部放電信號(hào)、開(kāi)關(guān)柜的電暈放電信號(hào)和開(kāi)關(guān)柜的表面放電信號(hào)等，如圖2所示，為電纜本體局部放電信號(hào)波形圖；如圖3所示，為電纜終端頭局部放電信號(hào)波形圖；如圖4所示，為開(kāi)關(guān)柜的電暈放電信號(hào)；如圖5所示，為開(kāi)關(guān)柜的表面放電信號(hào)波形圖。對(duì)獲取到的局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，即可得到對(duì)應(yīng)的復(fù)時(shí)頻矩陣。

102、對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣進(jìn)行求模得到模矩陣，并對(duì)模矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列；

在獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣之后，對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣進(jìn)行求模得到模矩陣，并對(duì)模矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列。

103、根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)；

在對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣進(jìn)行求模得到模矩陣，并對(duì)模矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列之后，根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，如將奇異值序列等分為10個(gè)小區(qū)間，計(jì)算每個(gè)小區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與整個(gè)奇異值序列的Shannon熵的比值，并以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)。

需要說(shuō)明的是，在建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)時(shí)，可以采用兩位二進(jìn)制數(shù)標(biāo)記局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別，即標(biāo)記局部放電信號(hào)的不同來(lái)源，如電纜局部放電信號(hào)、電纜終端頭局部放電信號(hào)、開(kāi)關(guān)柜中的電暈放電信號(hào)和開(kāi)關(guān)柜中的表面放電信號(hào)可分別標(biāo)記為：(+1,+1)，(+1,-1)，(-1,+1)，(-1,-1)。

104、以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型；

在根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)之后，以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型。

105、將局部放電信號(hào)作為樣本，對(duì)支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型；

在多分類(lèi)支持向量機(jī)模型構(gòu)建完畢后，通過(guò)獲取到不同來(lái)源的局部放電信號(hào)并將獲取到的不同來(lái)源的局部放電信號(hào)作為樣本，輸入至支持向量機(jī)模型中進(jìn)行訓(xùn)練，可以得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型。

106、將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型，得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源。

最后，在需要對(duì)電纜的局部放電信號(hào)的來(lái)源進(jìn)行識(shí)別時(shí)，將待識(shí)別的局部放電信號(hào)計(jì)算獲得局部放電信號(hào)的特征向量，并將局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型，根據(jù)支持向量機(jī)模型的輸出值即可得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源。

以上為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述，以下將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

請(qǐng)參閱圖6，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法的另一個(gè)實(shí)施例包括：

201、獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并通過(guò)預(yù)置公式一對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣；

首先，獲取到電纜的局部放電信號(hào)，其中可通過(guò)相應(yīng)的試驗(yàn)獲取到不同來(lái)源的局部放電信號(hào)，不同來(lái)源的局部放電信號(hào)包括電纜本體局部放電信號(hào)、電纜終端頭局部放電信號(hào)、開(kāi)關(guān)柜的電暈放電信號(hào)和開(kāi)關(guān)柜的表面放電信號(hào)等，如圖2所示，為電纜本體局部放電信號(hào)波形圖；如圖3所示，為電纜終端頭局部放電信號(hào)波形圖；如圖4所示，為開(kāi)關(guān)柜的電暈放電信號(hào)；如圖5所示，為開(kāi)關(guān)柜的表面放電信號(hào)波形圖。對(duì)獲取到的局部放電信號(hào)通過(guò)預(yù)置公式一進(jìn)行S變換，即可得到對(duì)應(yīng)的復(fù)時(shí)頻矩陣，預(yù)置公式一具體為：

其中，h(kT)為局部放電信號(hào)離散時(shí)間序列，ST為局部放電信號(hào)離散時(shí)間序列經(jīng)過(guò)S變換后得到的復(fù)時(shí)頻矩陣，T為離散時(shí)間序列的采樣周期，N為離散時(shí)間序列的長(zhǎng)度，H為離散時(shí)間序列的傅立葉變換，j為虛數(shù)單位，k,n,m＝0,1,…,N-1。

202、對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣ST進(jìn)行求模得到模矩陣STA，并通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)模矩陣STA進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列；

在獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并通過(guò)預(yù)置公式一對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣之后，對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣ST進(jìn)行求模得到模矩陣STA，并通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)模矩陣STA進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列，預(yù)置第二公式具體為：

其中，U和V均為N×N階正交矩陣，D＝diag(σ₁,σ₂,…,σ_N)為對(duì)角矩陣，其對(duì)角元素(σ₁,σ₂,…,σ_N)為矩陣STA的奇異值，u_i和v_i分別為矩陣U和V的第i列奇異值矢量。

203、根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并通過(guò)預(yù)置第三公式以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)；

在對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣ST進(jìn)行求模得到模矩陣STA，并通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)模矩陣STA進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列之后，根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并通過(guò)預(yù)置第三公式以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)，預(yù)置第三公式具體為：

λ＝[E₁/E,E₂/E,E_q/E…,E_Q/E]；

其中，為奇異值序列（σ₁，σ₂，…,σ_N)的Shannon熵,為小區(qū)間q內(nèi)奇異值得Shannon熵，σ_i(q)為小區(qū)間q內(nèi)的奇異值，Q為小區(qū)間數(shù)。

需要說(shuō)明的是，在建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)時(shí)，可以采用兩位二進(jìn)制數(shù)標(biāo)記局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別，即標(biāo)記局部放電信號(hào)的不同來(lái)源，如電纜局部放電信號(hào)、電纜終端頭局部放電信號(hào)、開(kāi)關(guān)柜中的電暈放電信號(hào)和開(kāi)關(guān)柜中的表面放電信號(hào)可分別標(biāo)記為：(+1,+1)，(+1,-1)，(-1,+1)，(-1,-1)。

204、運(yùn)用二分類(lèi)算法將局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別中的各個(gè)來(lái)源類(lèi)別進(jìn)行組合，構(gòu)成復(fù)數(shù)個(gè)子分類(lèi)器，并以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型；

在根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并通過(guò)預(yù)置第三公式以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)之后，運(yùn)用二分類(lèi)算法將局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別中的各個(gè)來(lái)源類(lèi)別進(jìn)行組合，構(gòu)成復(fù)數(shù)個(gè)子分類(lèi)器，并以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型。由于通常的支持向量機(jī)模型為二分類(lèi)支持向量機(jī)模型，而所需識(shí)別的局部放電信號(hào)來(lái)源類(lèi)別有四種，因此需要通過(guò)運(yùn)用二分類(lèi)算法將局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別中的各個(gè)來(lái)源類(lèi)別進(jìn)行組合，可以構(gòu)成2個(gè)子分類(lèi)器SVM1和SVM2，將支持向量機(jī)二分類(lèi)擴(kuò)展到多分類(lèi)。

如果用A，B，C，D來(lái)分別表示電纜本體局部放電信號(hào)、電纜終端頭局部放電信號(hào)、開(kāi)關(guān)柜中的電暈放電信號(hào)和開(kāi)關(guān)柜中的表面放電信號(hào)4種放電信號(hào)，則SVM1和SVM2輸出結(jié)果和放電信號(hào)類(lèi)型對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1

205、根據(jù)局部放電信號(hào)的不同來(lái)源隨機(jī)挑選相同數(shù)量的不同來(lái)源的局部放電信號(hào)作為訓(xùn)練樣本，并將訓(xùn)練樣本輸入到支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型；

在多分類(lèi)支持向量機(jī)模型構(gòu)建完畢后，通過(guò)根據(jù)局部放電信號(hào)的不同來(lái)源隨機(jī)挑選相同數(shù)量的不同來(lái)源的局部放電信號(hào)作為訓(xùn)練樣本，即從四種局部放電信號(hào)中隨機(jī)挑選相同數(shù)量的局部放電信號(hào)，如50個(gè)電纜本體局部放電信號(hào)、50個(gè)電纜終端頭局部放電信號(hào)、50個(gè)開(kāi)關(guān)柜的電暈放電信號(hào)、50個(gè)開(kāi)關(guān)柜的表面放電信號(hào)，并將訓(xùn)練樣本輸入到支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型。

206、將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型獲得輸出值，并將輸出值與局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別的二進(jìn)制數(shù)標(biāo)記進(jìn)行對(duì)比，得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源。

最后，在需要對(duì)電纜的局部放電信號(hào)的來(lái)源進(jìn)行識(shí)別時(shí)，將待識(shí)別的局部放電信號(hào)計(jì)算獲得局部放電信號(hào)的特征向量，并將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型獲得輸出值，并將輸出值與局部放電信號(hào)特征向量的來(lái)源類(lèi)別的二進(jìn)制數(shù)標(biāo)記進(jìn)行對(duì)比，得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源，即如表1所示，輸出值為(+1,+1)，(+1,-1)，(-1,+1)，(-1,-1)分別對(duì)應(yīng)電纜局部放電信號(hào)、電纜終端頭局部放電信號(hào)、開(kāi)關(guān)柜中的電暈放電信號(hào)、開(kāi)關(guān)柜中的表面放電信號(hào)。

以上為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別方法的另一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述，以下將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別裝置進(jìn)行詳細(xì)的描述。

請(qǐng)參閱圖7，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于S變換的電纜局部放電信號(hào)識(shí)別裝置包括：

變換模塊301，用于獲取已知來(lái)源的局部放電信號(hào)，并對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行S變換，得到復(fù)時(shí)頻矩陣；

分解模塊302，用于對(duì)復(fù)時(shí)頻矩陣進(jìn)行求模得到模矩陣，并對(duì)模矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到模矩陣的奇異值序列；

計(jì)算模塊303，用于根據(jù)奇異值序列將奇異值序列等分為至少兩個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的奇異值的Shannon熵與奇異值序列的Shannon熵的比值，并以比值作為局部放電信號(hào)特征向量建立局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)；

構(gòu)建模塊304，用于以局部放電信號(hào)特征樣本庫(kù)內(nèi)的局部放電信號(hào)特征向量作為輸入，構(gòu)建多分類(lèi)支持向量機(jī)模型；

訓(xùn)練模塊305，用于將局部放電信號(hào)作為樣本，對(duì)支持向量機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型；

輸入模塊306，用于將待識(shí)別的局部放電信號(hào)的特征向量輸入到訓(xùn)練好的支持向量機(jī)模型，得到待識(shí)別的局部放電信號(hào)的來(lái)源。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷(xiāo)售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。