主权项 |
基于形态学原理的避雷器泄漏电流在线监测数据滤波方法,其采用的设备包括避雷器在线监测装置和计算机,避雷器在线监测装置采集避雷器泄漏电流在线监测数据,得到的采集数据通过光纤传输给计算机,计算机通过形态学算法对数据进行处理,并输出处理结果;所述的形态学算法包括以下步骤:(a).对避雷器泄漏电流在线监测数据f(n)进行第一次腐蚀运算,结果满足: <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>Θg</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open='{' close=''> <mtable> <mtr> <mtd> <munder> <mi>min</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1,2</mn> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mi>M</mi> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mi>m</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> <mo>;</mo> </mtd> <mtd> <mi>n</mi> <mo>∈</mo> <mo>(</mo> <mn>0</mn> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>M</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>]</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mtd> <mtd> <mi>n</mi> <mo>∈</mo> <mo>(</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>M</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>]</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>,式(1)中,f(n)表示第n次避雷器泄漏电流在线监测装置的采样值,其中N是采样总次数,g(m)表示第m个结构元素对应的数值,其中M表示结构元素总个数,Θ是腐蚀运算符;(b).对第一次腐蚀运算后的避雷器在线监测数据进行第一次膨胀运算,结果满足: <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>⊕</mo> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open='{' close=''> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>f</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mtd> <mtd> <mi>n</mi> <mo>∈</mo> <mo>(</mo> <mn>0</mn> <mo>,</mo> <mi>M</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>]</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <munder> <mi>max</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1,2</mn> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mi>M</mi> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>-</mo> <mi>m</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> <mo>;</mo> </mtd> <mtd> <mi>n</mi> <mo>∈</mo> <mo>(</mo> <mi>M</mi> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>]</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>,其中⊕是膨胀运算符;(c).对第一次膨胀运算后的避雷器在线监测数据进行第二次膨胀运算,结果满足: <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mn>3</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>⊕</mo> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open='{' close=''> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mtd> <mtd> <mi>n</mi> <mo>∈</mo> <mo>(</mo> <mn>0</mn> <mo>,</mo> <mi>M</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>]</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <munder> <mi>max</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1,2</mn> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mi>M</mi> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>-</mo> <mi>m</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> <mo>;</mo> </mtd> <mtd> <mi>n</mi> <mo>∈</mo> <mo>(</mo> <mi>M</mi> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>]</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>(d).对第二次膨胀运算后的避雷器在线监测数据进行第二次腐蚀运算,结果满足: <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mn>4</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>3</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>Θg</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfenced open='{' close=''> <mtable> <mtr> <mtd> <munder> <mi>min</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1,2</mn> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mo>.</mo> <mi>M</mi> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>3</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mi>m</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> <mo>;</mo> </mtd> <mtd> <mi>n</mi> <mo>∈</mo> <mo>(</mo> <mn>0</mn> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>M</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>]</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>f</mi> <mn>3</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mtd> <mtd> <mi>n</mi> <mo>∈</mo> <mo>(</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>M</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>]</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>(e).对第二次腐蚀运算后的避雷器在线监测数据进行加权,结果满足:F(n)=α1f4(n) (5),式(5)中,α1是权重系数;(f).权重系数的自适应调整:将加权后的腐蚀运算结果F(n)与目标预期值F'(n)进行残差的范数计算,满足: <mrow> <mrow> <mi>W</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mi>Σ</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mo>|</mo> <mi>F</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msup> <mi>F</mi> <mo>′</mo> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>,设定收敛系数γ,令α2=γα1,将α2的计算结果赋给α1,赋值后的α1再代入式(5)重新计算,将重新计算结果代入式(6),当残差的范数W达到满足要求时,对应的权重系数α1为自适应调整后的输出结果。 |