一种暂态电能质量扰动检测的新方法

电能质量信号在采集的过程中通常会被噪声污染,而暂态扰动检测的主要挑战就是噪声干扰。传统的扰动检测算法存在只适用于稳态扰动的分析、运算量太大、易受噪声影响致使检测的准确性急剧下降等缺点。为提高强噪声环境下暂态扰动检测的准确性,该文提出一种扰动检测的新方法。该方法非常简单,无需前置滤波单元,仅有2个参数且对检测结果的影响不灵敏。仿真中,将该文算法与广义形态滤波与差分熵的扰动检测方法和基于奇异值分解的扰动检测方法进行暂态扰动检测对比分析,结果表明该文算法不仅具有较强的抗噪性,且对过零时刻发生的扰动也具有较好的检测效果,同时还能指示扰动突变的极性。最后通过对实际暂态扰动数据的检测,进一步验证算法的有效性。

基于形态-复小波暂态电能质量扰动检测及定位

针对暂态电能质量扰动的实际检测过程中,存在着较强的脉冲噪声和白噪声干扰,影响暂态信息准确提取的问题,设计了有效的滤波算法以在保留信号特征的前提下最大限度地抑制噪声干扰影响,该法是将基于数学形态学的广义形态滤波器作为复数小波变换的前置滤波单元,形成的一种新型形态-复小波变换综合检测算法。仿真结果表明,基于该算法的滤波器不仅可很好地解决电能质量扰动分析中滤除随机噪声和脉冲噪声的困难,还可较好地保持扰动信号的形状和特征。另外用Daubechies实小波构造了相应的正交紧支对称复小波,由其提供的复合信息可准确地检测出扰动并进行时间定位。分别用电压暂降、暂态振荡、短时谐波畸变及微小扰动对所提方法进行了数字仿真验证,结果证实了基于形态-复小波变换综合检测方法的正确性和有效性。

提升小波在暂态电能质量扰动检测与定位中的应用

针对电力系统暂态扰动信号具有非平稳、突发性的特点,分析了提升小波适合检测暂态扰动信号突变点的特性,提出了应用提升db4小波变换对暂态电能质量扰动信号进行检测与定位的方法。在Matlab仿真环境下运用该方法对电压骤升、电压骤降、电压中断、频率偏差、瞬态振荡、瞬时脉冲等多种暂态电能质量扰动信号进行检测与定位,仿真结果表明,该方法误差可达到毫秒级,可以实现对扰动信号起止时刻更为精确的定位。

基于模糊自适应形态滤波器和S变换的暂态电能质量扰动检测

提出一种基于模糊自适应形态学滤波器与S变换结合的暂态电能质量扰动检测方法。该方法根据数学形态学理论和模糊控制原理构造一种模糊自适应形态学滤波器,对扰动波形进行预处理,以滤除信号中的随机、脉冲等多种噪声,可较好地保留信号的基本特征,对于滤波后的信号波形,利用S变换幅值包络线对暂态电能质量扰动起止时间进行检测。最后通过对噪声背景下含电压骤升、电压中断和电压骤降电磁暂态现象的电压信号进行仿真验证,结果表明该方法具有计算简单、快速和准确的特性和优点。

希尔伯特变换与小波去噪提高暂态电能质量扰动检测与定位精度

在噪声污染严重情况下实现暂态电能质量扰动准确定位非常困难,该文提出了一种将希尔伯特-黄变换与小波去噪相结合的新方法来解决这一难题。该方法首先利用希尔伯特移相处理信号,获得含噪声的扰动信号包络,再利用小波去噪方法去除噪声信号,从而获得可准确定位扰动起止时刻的扰动信号,并通过扰动定位算法实现扰动起止时刻定位。算例表明,该方法在噪声较高的情况下可替代提升小波方法实现准确定位,通过比较,这种先提取、后去噪的方法比先去噪、后提取的方法定位精度高、稳定性好,该研究可为电力系统故障诊断及暂态保护提供参考。

结合滑动窗奇异值分解的EEMD暂态电能质量扰动检测法

为了解决噪声、模态混叠等原因造成提取电能质量扰动信号的时频特征不清晰的问题,根据电能质量扰动信号具有非平稳、不确定性以及周期性强的特点,应用总体经验模态分解(ensemble empirical model decomposition,EEM D)的方法对电能质量扰动信号进行分解,基于滑动窗奇异值分解(singular value decomposition,SVD)数据压缩方法对EEMD分解得到的一系列固模函数(intrinsic mode function,IMF)分量组成的矩阵进行了重构,并对重构后的IMF分量作Hilbert变换降维,提取了扰动信号时间、频率、幅值上的特征。对比传统的EEMD算法,新方法能更加准确定量地提取各个扰动成分的起始时刻、幅值、频率等扰动特征,同时能够有效抵御噪声的干扰,克服了以往只能通过人为选取IMF分量来提取扰动时频特征过于主观的缺点。算例仿真的结果验证了该方法的有效性。

基于S变换的暂态电能质量扰动检测与仿真

提出了基于S变换的暂态电能质量扰动检测的新方法。介绍了S变换的基本原理和利用S变换的幅值矩阵检测电能质量扰动的实现方法。仿真试验表明该方法可以实时准确检测扰动的起止时刻、持续时间和扰动幅度,适用于电能质量扰动的监测和辨识系统。

基于改进数学形态学与S变换的暂态电能质量扰动检测

针对电能质量扰动信号检测受噪声影响大且特征值定位不准确的问题,提出一种改进数学形态学方法对电能质量扰动信号中存在的噪声干扰进行预处理,并选取S变换频谱标准差、S模矩阵时间幅值平方和均值以及S模矩阵等高线这3种时频域的特征值,实现了6种单一扰动信号和2种复合扰动信号的检测和定位.仿真结果表明,与传统的数学形态学滤波和卡尔曼滤波方法相比,改进的数学形态学方法去噪效果好,而且可以加强原信号中的有用信号,S变换中选取的特征值从时域和频域共同体现扰动特征,使电能质量扰动信号的检测定位更加准确.

基于自适应提升格式的暂态电能质量扰动检测及定位

为了进一步提高暂态电能质量扰动检测及定位的准确率,该文分析了暂态电能质量扰动的相关性,选择预测和更新算子,实现对扰动信号的自适应检测;利用MATLAB对电压骤升、电压骤降、电压瞬时中断、脉冲暂态和振荡暂态等暂态电能质量问题进行仿真研究,仿真结果表明:该方法能快速检测出上述5种暂态电能质量扰动。研究结果为电能质量分析仪器设计提供了理论支持。

一种基于PCHI-LMD的暂态电能质量扰动检测方法

为克服将已有局部均值分解(local mean decomposition,LMD)方法用于暂态电能质量扰动信号检测时存在的不足,提出一种基于分段三次Hermite插值(piecewise cubic Hermite interpolation,PCHI)的LMD暂态电能质量扰动检测方法。首先,利用PCHI方法获取信号的局部均值函数和包络估计函数;然后,按照LMD方法的原步骤计算信号的乘积函数(product function,PF);最后,由PF分量的调幅函数求得信号的瞬时幅值,并采用Hilbert变换处理PF分量得到信号的瞬时频率。该方法能够准确定位扰动时刻,并且克服基于三次样条插值的LMD方法存在的过包络和欠包络问题,仿真信号分析结果验证该方法的有效性。

基于小波变换的暂态电能质量扰动检测与定位研究

本文深入探讨了暂态电能质量扰动检测与定位的小波变换方法。首先,分析了小波变换的基本原理及其快速计算的多分辨率方法,然后研究了小波变换极值与信号突变、噪声的相关性,在此基础上,详细阐述了应用小波变换进行暂态电能质量扰动检测与定位的原理过程,最后,运用Matlab软件进行了计算机仿真,给出了各种态电能质量扰动检测与定位检测与定位的仿真结果。理论分析和仿真结果显示应用小波变化对暂态电能质量扰动进行检测和定位,具有精确、实时、易实现等优点,是一种较理想的暂态电能质量扰动检测与定位方法。

基于WMM与HATF的含噪暂态电能质量扰动检测方法

针对噪声环境下暂态电能质量扰动检测困难的问题,提出一种基于小波模极大值(WMM)与分层自适应阈值函数(HATF)相结合的检测方法(WMM+HATF)。首先,为了有效对扰动信号降噪,即保证降噪后信号的平滑度以及保留突变点信息,采用自适应调节的HATF,该函数在阈值处和小波域内均可导,避免了传统与其他改进阈值函数不能或过度降噪的缺陷。其次,基于WMM通过细节系数的模极大值点位置对降噪后的暂态电能质量扰动进行定位。基于含噪的单一和复合扰动信号的仿真及对比分析显示:HATF降噪优势明显,WMM+HATF通用性好、定位准确率高。

基于小波变换与希尔伯特-黄变换的微电网暂态电能质量扰动检测及辨识研究

由于可再生能源接入微电网会给其带来很多电能质量问题,因而对微电网的电能质量信号进行检测及辨识十分必要。但在对电能质量信号进行采集与检测的过程中极易受到噪声的干扰,有效地降低信号中的噪声且完整地保留下反映信号突变特征的奇异点是检测其电能质量扰动的基础。而传统检测方法基本只适用于稳态电能质量扰动且抗噪性较低。为提高在噪声条件下检测的准确性,本文提出了一种基于小波变换和希尔伯特-黄变换的微电网暂态电能质量扰动检测及辨识的方法。该方法使用小波阈值去噪方法消除信号噪声,并利用小波变换和希尔伯特-黄变换对微电网暂态电能质量扰动进行辨识及检测,同时进行了计算机仿真验证,仿真结果表明:该方法去噪效果明显、辨识效果显著、检测精度高、实用性强。

基于多变换-谱峭度的配电网暂态电能质量扰动检测与辨识方法研究

针对配电网暂态电能质量扰动类型众多和噪声环境复杂等因素造成的暂态电能质量扰动精准辨识难度大等问题,论文深入研究了一种基于多变换和谱峭度的智能配电网暂态电能质量精准检测与辨识方法。该方法先通过小波变换消除信号中的噪声,然后对消噪后的信号进行小波变换检测出暂态电能质量扰动的幅值和时刻,并利用谱峭度对信号的冲击成分敏感及抗噪能力强等特性,通过对消噪后的信号短时傅里叶变换的谱峭度计算辨识出暂态脉冲、暂态振荡和短时电压变动,通过对短时电压变动扰动进行希尔伯特-黄变换检测出短时电压变动中的电压暂降、电压中断和电压暂升的瞬时频率和瞬时幅值,进而辨识出电压暂降、电压中断和电压暂升。该方法避免了HHT对暂态脉冲、暂态振荡的无用检测,具有计算过程简单、检测精确度高、辨识精确性高、通用性强等诸多优势。

一种改进的暂态电能质量扰动检测方法研究

针对希尔伯特-黄变换算法(HHT)在检测电能质量扰动时端部存在失真及瞬时幅值分量不稳定等问题,提出了一种基于局部均值分解法(LMD)和Teager能量算子的暂态电能质量扰动检测算法,采用LMD算法分解扰动信号,提取所需能量信号,然后利用Teager能量算子法对该能量信号进行检测。最后,以不同的扰动信号为研究对象进行了试验,验证了改进算法的有效性。

基于相空间重构的暂态电能质量扰动检测方法

将相空间重构方法应用到电能质量扰动分析中,对几类暂态电能质量扰动事件进行研究。采用互信息函数法确定最优时间延迟参数,将电能质量扰动时间序列映射到二维相空间中,并构造不同扰动信号的相轨迹。相轨迹可以分为正常基波和扰动两部分,据此通过对相轨迹中相点的筛选实现扰动部分的检测。仿真结果表明,该方法能够在含有一定噪声和谐波畸变的条件下,实现暂态电能质量扰动信号准确的检测。

基于局部均值分解的暂态电能质量扰动检测方法

局部均值分解(LMD)是一种新的非线性、非平稳信号时频分析方法,可以将复杂的多分量信号分解为若干个乘积函数(PF)的线性组合,并通过所有PF分量的瞬时频率和瞬时幅值组合,得到原始信号的时频分布。采用波形匹配延拓对LMD进行改进,改善其端点效应问题,并用直接法求取PF分量的瞬时频率,将其应用于暂态电能质量扰动的检测分析。LMD可以有效地对扰动的起止时刻进行定位,具有较高的瞬时频率和瞬时幅值检测精度。仿真结果表明了LMD方法用于暂态电能质量扰动分析的可行性和有效性。

基于SVD-ILMD的暂态电能质量扰动定位检测方法

为实现对电网非平稳扰动信号的快速、准确分析,提出了融合SVD(奇异值分解)与ILMD(优化局部均值分解)的暂态电能质量扰动定位检测方法。首先,通过ILMD与模糊隶属度函数阈值处理噪声信息,削弱噪声干扰;然后,构造差值信号并利用滑窗SVD增强扰动特征,进一步抑制噪声干扰;最后,基于特征增强信号提出一种自适应阈值截断的暂态电能质量扰动定位检测方法。经仿真分析与算法对比,验证了所提方法定位准确、抗噪性强、计算量小,对过零与微弱扰动也有较好的定位效果。

一种暂态电能质量检测新方法的研究

电能质量扰动会带来复杂信号调制特性,使得从电能质量监测数据中提取扰动信号特征面临困难。为提高噪声背景下复合电能质量扰动检测准确性,本文采用自适应无参经验小波变换(adaptiveparameterless empirical wavelet transform,APEWT)对扰动信号进行模态分解,进而基于频率加权能量算子(frequency-weighted energy operator,FWEO)对单模态分量进行能量计算,同时通过解调提取用于扰动定位的瞬时频率和幅值特征量。一方面,APEWT中基于自适应频带分割的小波滤波器组输出仅包含有效模态分量,有效避免了模态混叠现象的出现;另一方面,FWEO噪声鲁棒性有效提高了强噪声背景下扰动特征提取的准确性。将算法应用到仿真及实测信号,结果显示该方法能够有效地追踪扰动信号的瞬时变化,且解调得到的瞬时频率和幅值也进一步证明了方法的可行性和有效性。

暂态电能质量扰动的GWO-VMD与DWT结合检测方法

针对噪声环境下暂态扰动检测困难的问题,提出一种GWO-VMD与DWT相结合的检测方法.首先,利用灰狼优化算法(GWO)结合包络熵对变分模态分解(VMD)的参数K、α进行自适应优化处理,避免人工选择参数导致分解效果差的缺陷;其次利用优化后的VMD算法将含有噪声的暂态扰动信号分解为有限个调幅调频信号(VIMF);再次采用快速傅里叶变换(FFT)算法确定每个VIMF分量的含噪程度,对低噪分量平滑处理后进行重构;最后利用离散小波变换(DWT)方法对重构的暂态扰动进行检测定位.仿真实验表明,GWO-VMD与DWT相结合的检测方法具有较高的准确率和有效性.