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专利号: 2017105389804
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于FastICA的小电流接地系统的单相接地故障的选线方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)对小电流接地系统设置m个观测通道;m为观测通道个数;

(2)通过观测通道采集各条线路的零序电流观测值;设零序电流观测值为Xij,其中,i为线路编号,i∈(1,n),n为线路总数;j为观测通道编号,j∈(1,m),m为观测通道个数;

(3)对第i条线路的零序电流观测值Xij进行FastICA分解,得出估计信号Y的各个分量Yij;

(4)利用下列公式对第i条线路的估计信号Y的各个分量Yij进行计算,得出故障时刻第i条线路估计信号Y的各个分量Yij对应的信号能量Eij;

其中,t0为积分开始的时刻;

(5)对各条线路估计信号Y的各个分量Yij对应的信号能量Eij进行求和,得出各条线路的信号能量和Ei;

(6)比较各条线路的信号能量和Ei,找到其中的最大者Max{Ei},对应的线路i即为故障线路,从而实现选线。

2.根据权利要求1所述的一种基于FastICA的小电流接地系统的单相接地故障的选线方法,其特征在于:所述FastICA分解的步骤如下:(1)在发生接地故障时,设n个统计独立的盲源电流信号S即{si}经过一个线性瞬时混合矩阵A得到电流观测信号X,即:X=AS   ②

其中,n为线路总数,S为盲源电流信号,A为信道传输矩阵,X为电流观测信号;

(2)根据电流观测信号X估算信道传输矩阵A的逆矩阵来恢复盲源电流信号S,设信道传输矩阵A的逆矩阵为W,盲源电流信号S的估计信号为Y,则:W≈A-1   ③

Y=WX   ④

其中,W为信号分离矩阵;

(3)得出分离矩阵W:

1)确定目标函数:以最大化负熵为目标函数:

其中,ki是正常数;y是具有零均值和单位方差的输出变量;v为一个具有零均值和单位方差的高斯随机变量;G是一个非平方的非线性函数;

2)经牛顿法求解目标函数J(y)的最优解即得迭代公式:其中,g为G的导数;g’为g的一阶导数;w为分离矩阵W的行向量;

3)对wn的归一化处理:

4)根据式⑥重复进行迭代,逐一分离出W的各个分量,即得分离矩阵W;

(4)根据式④得出估计信号Y。

3.根据权利要求1所述的一种基于FastICA的小电流接地系统的单相接地故障的选线方法,其特征在于:判断得出的的盲源电流信号S的估计信号Y是否正确的方法包括以下步骤:(1)当得出盲源电流信号S的估计信号Y的向量y1、y2、…、ym之间存在重复,则说明m>n;

则适当减小m重复进行测试,直至y1、y2、…、ym之间不存在重复;m为观测通道个数;n为线路总数;

(2)当得出盲源电流信号S的估计信号Y的向量y1、y2、…、ym之间不存在重复,则说明m≤n;则适当增大m值重复进行测试,若盲源电流信号S的估计信号Y的向量y1、y2、…、ym之间存在重复,则按照步骤(1)执行;若盲源电流信号S的估计信号Y的向量y1、y2、…、ym之间不存在重复,则按照步骤(2)执行;

(3)重复进行以上步骤直至当m=m0时,m0为正整数,盲源电流信号S的估计信号Y的向量y1、y2、…、ym之间不存在重复;当m=m0+1时,盲源电流信号S的估计信号Y的向量y1、y2、…、ym之间存在重复;则m=n=m0;m0表示观测通道的个数为m0个;

(4)当确认n=m0后,利用FastICA对电流观测信号进行分解得出对应的分离矩阵W,即可得出正确的盲源电流信号S的估计信号Y。