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Toeplitz-MUSIC algorithm-based optimization scheme for UHV/EHV acoustic source localization
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AI
DOI：10.1007/s42452-026-08880-y.png)
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摘要
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为解决传统2D-MUSIC算法在变压器套管局部放电（PD）定位中低信噪比（SNR）下抗干扰能力弱、定位误差大的问题，本文提出一种结合八元交叉阵列和Toeplitz预处理的优化方案。创新点：（1）设计平衡2D空间采样与现场紧凑部署的八元交叉阵列；（2）提出基于分块Toeplitz预处理的协方差矩阵方法，增强信号与噪声子空间正交性；（3）构建适配UHV/EHV场景的定位系统，集成滤波与同步采样模块。与传统的2D-MUSIC和IVMD-MUSIC算法相比，验证表明在SNR = -20~20 dB范围内，所提算法的均方根误差（RMSE）≤1.8°，最大正确定位概率达98%。在针板放电实验中，SNR = -20 dB时RMSE较传统算法降低73.1%，较IVMD-MUSIC降低54.8%，单次定位时间仅21.05 ms。该方案平衡了精度、稳定性与实时性，为复杂噪声环境下变压器套管的高精度PD定位提供了工程可行的解决方案。
Keyword:
Toeplitz-MUSIC algorithm
Partial discharge (PD)
Power transformer bushing
Acoustic source localization
UHV/EHV
Sensor array
