(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210922278.9 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 福州大学 地址 350108 福建省福州市闽侯县福州大 学城乌龙江北 大道2号福州大 学 (72)发明人 邵振国　周晨璟　陈飞雄　张嫣　 李壹民　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 张灯灿　蔡学俊 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/00(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种基于多指标融合评价的电能质量扰动 特征优选方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于多指标融合评价的电 能质量扰动特征优选方法， 包括： 步骤1： 输入电 能质量扰动信号， 提取多种电能质量扰动特征， 构建电能质量扰动特征全集； 步骤2： 基于相交度 指标、 冗余度指标、 分离度指标的融合评价指标， 采用布谷鸟搜索法搜索得到待选的各维电能质 量扰动特征子集； 步骤3： 基于代价因子对待选电 能质量扰动特征子集进行评价， 得到最优电能质 量扰动特征子集， 并基于最优电能质量扰动特征 子集对电能质量扰动信号分类。 该方法有利于提 高电能质量扰动分类效率和准确率。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115310800 A 2022.11.08 CN 115310800 A 1.一种基于多指标融合评价的电能质量扰动特 征优选方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1： 输入电能质量扰动信号， 提取多种电能质量扰动特征， 构建电能质量扰动特征 全集； 步骤2： 基于相交度指标、 冗余度指标、 分离度指标的融合评价指标， 采用布谷鸟搜索法 搜索得到待选的各维电能质量扰动特 征子集； 步骤3： 基于代价因子对待选电能质量扰动特征子集进行评价， 得到最优电能质量扰动 特征子集， 并基于最优电能质量扰动特 征子集对电能质量扰动信号分类。 2.根据权利要求1所述的一种基于多指标融合评价的电能质量扰动特征优选方法， 其 特征在于， 提取 的多种电能质量扰动特征包括： 电压幅值最大值、 电压幅值最小值、 电压幅 值平均值、 电压标准偏差、 扰动持续时间、 瞬时幅值最大值、 瞬时幅值最小值、 瞬时幅值平均 值、 瞬时幅值标准偏差、 边际谱能量、 基频边际谱能量、 高频边际谱能量、 第一固有模态能 量、 第二固有模态能量、 第三固有模态能量、 第四固有模态能量、 第五 固有模态能量、 暂态分 量因子、 15 0Hz对应频谱能量和25 0Hz对应频谱能量。 3.根据权利要求1所述的一种基于多指标融合评价的电能质量扰动特征优选方法， 其 特征在于， 所述 步骤2的具体实现方法为： 首先， 以电能质量扰动特征全集为对象， 由布谷鸟搜索法随机从中搜索得到电能质量 扰动特征子集， 并定义电能质量扰动特 征子集的相交度指标如下： 假设对两类电能质量扰动信号Si、 Sj提取特征Fk， 提取得到两类信号的电能质量扰动特 征值集合分别为 和 则电能质量扰动特征值分别位于区间 和 中； 其中， min()表示取最小值， max()表示取最大值； 电能质量扰动特征 值区间的位置关系分为 4类： I) 且 II) III) IV) 根据电能质量扰动特征值区间的位置关系， 定义电能质量扰动Si与电能质量扰动Sj的 特征Fk所在电能质量扰动特 征值区间的相交程度 如下： 当 趋近于0时， 说明特征Fk能够完全区分扰动Si和Sj； 反之， 当 的值越大， 说明特征 Fk区分扰动Si和Sj的能力越差； 由此， 采用电能质量扰动的相交度矩阵XFk描述所有电能质量扰动在特征Fk下的相交 度， 其计算公式如下：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115310800 A 2当电能质量扰动的相交度矩阵XFk为零矩阵时， 说明电能质量扰动特征Fk能够区分全部 电能质量扰动类型； 反之， 说明电能质量扰动特征Fk无法区分所有电能质量扰动类型， 即电 能质量扰动的相交度矩阵不 为0位置所对应的扰动类型 无法被区分； 基于电能质量扰动相交度指标的定义总相交度矩阵X； 假设电能质量扰动特征子集A＝ [F1,F2,F3,F4,…]， 电能质量扰动信号类别数为M， 计算每个电能质量扰动特征对应的电能 质量扰动相交度矩阵分别为XF1、 XF2、 XF3、 XF4…， 进而计算电能质量扰动特征子集A的总相交 度矩阵如下： 式中， *为点乘符号， 电能质量扰动的总相交度矩阵内各元素对应相乘； 总相交度矩阵 为一个维度为M ×M的矩阵； 总相交度矩阵X中的元素xij表示各类电能质量扰动信号两两之 间在提取电能质量扰动特 征子集A时的相交程度； 然后计算电能质量扰动特征子集A的相交度指标ξ， 若相交度指标ξ趋于0， 说明电能质 量扰动特征子集A满足具备区分所有电能质量扰动的能力； 否则， 该电能质量扰动特征子集 不满足要求； 相交度指标ξ 的计算公式如下： 得到满足相交度指标要求的电能质量扰动特征子集后， 将满足相交度指标要求的电能 质量扰动特征子集输入电能质量扰动特征优选目标函数G(S)中， 计算得到优选目标函数 值； 在优选目标函数G(S)中， 采用互信息与Fisher  Score分别作为冗余度指标和分离度指 标， 使得所选电能质量扰动特征满足特征间冗余度指标的同时， 具备最大的分离度能力； 电 能质量扰动特 征优选目标函数G(S)的计算公式如下： 其中， A表示电能质量扰动特征子集， V表示电能质量扰动特征子集的维度； n为电能质 量扰动特 征全集的特 征个数； ω1、 ω2、 由下式计算得到： 最后， 对于维度相同的电能质量扰动特征子集， 比较其优选目标函数值， 选择优选目标 函数值最大的电能质量扰动特 征子集作为该维度的待选电能质量扰动特 征子集。 4.根据权利要求1所述的一种基于多指标融合评价的电能质量扰动特征优选方法， 其 特征在于， 所述 步骤3的具体实现方法为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115310800 A 3