一种抗噪声的电压暂降时刻检测方法

电压暂降对电力系统和电力用户带来严重威胁,对电压暂降进行检测具有重要意义。小波分析方法能够有效识别电压暂降时刻,但噪声的存在会导致小波分析方法的性能下降甚至失效。该文利用信号与噪声在小波变换各尺度上特性的不同,提出运用多尺度小波信息,将高频和次高频小波分量对应相乘,在乘积信号中再寻找局部模极大值来判断电压暂降起止时刻。新方法能够克服噪声影响,提高电压暂降时刻检测的准确性。算例验证了该文新方法的有效性。     

一种可提取受波动干扰的电压暂降特征的信号处理方法

电压暂降信号中混杂的噪声会模糊暂降起止时刻的检测,而电压波动的干扰则会影响暂降幅值深度的确定,对此设计了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的消噪方法及结合小波变换定位的三阶导数普罗尼(third derivative method-Prony,TDM-Prony)算法。首先将信号进行VMD分解,得到数个有限带宽的固有模态分量(band-limited intrinsic mode functions,BLIMFs),对获得的高频BLIMFs进行SURE阈值去噪,然后与低频分量进行重构。然后,对重构信号进行小波变换,定位电压波动及电压暂降的起止时刻,并利用TDM-Prony算法对波动信号段进行拟合以获取其信息,实现波动与暂降的分离;最后,对获得的干净暂降信号进行希尔伯特(Hilbert)变换可得其暂降幅值及持续时间。仿真结果表明,文中设计算法可有效地提取受波动信号的干扰的电压暂降特征。     

结合小波变换和能量算子的电压暂降检测方法

针对电压暂降扰动的准确定位与精确测量问题,提出结合小波变换与能量算子的暂降检测新方法.该方法通过小波变换将被检测电压暂降扰动分解成近似信号和细节信号两部分.在细节信号部分精确定位扰动发生起止时刻;对近似信号运行能量算子,能快速准确测量到暂降幅值.所提方法中小波变换兼具滤波效果,减弱或去掉低频暂降信号中的高频扰动成分,从...     

基于二维离散平稳小波变换的短时电能质量扰动检测方法

基于二维离散平稳小波变换,提出了一种精确定位短时电能质量扰动起止时刻的检测方法。利用二维小波变换将信号分解在3个不同的高频方向,用水平高频系数精确定位发生在工频相位过零点的电压凹陷的起止时刻,用垂直高频与斜线高频系数之和精确定位发生在工频相位非过零点的电压凹陷的起止时刻。该方法只需采用最简单的小波函数db1对信号进行1层小波变换,简单易行且对噪声不敏感。运用Matlab6.5进行仿真实验,验证了该方法的有效性、准确性和鲁棒性。     

基于复小波变换和有效值算法的电压暂降检测方法

对电压暂降三大特征量即持续时间、相位跳变和幅值的准确检测是实现电压暂降有效补偿的前提。文中提出复小波变换和有效值算法相结合的电压暂降检测方法。详细研究了复小波变换奇异性检测原理及其在电压暂降起止时间检测中的应用,采用具有四阶消失距的复Gaussian小波(Cgau4)能准确检测电压暂降发生、恢复时刻和相位跳变,利用有效值算法实现电压暂降幅值的检测。通过在Matlab中对有无畸变情况下的的电压暂降问题建模仿真,验证了该算法的有效性,实验结果表明该方法能精确检测电压暂降三大特征量。     

基于最优组合赋权改进S变换的电压暂降检测方法

电压暂降是电能质量问题的一种,为了能更准确快速地对电压暂降进行检测分析,文章提出了一种基于改进S变换的电压暂降信号检测方法,利用基频幅值差分平方向量检测电压暂降信号的起止时刻,通过定义起止时刻误差、暂降深度误差、局部标准差、峰度和能量五个指标得到其与改进S变换高斯窗调节因子的关系曲线,应用最优组合赋权法对该五项指标进行赋权,从而得到S变换的最优参数。仿真结果表明,通过文中提出的方法易于得到基频幅值差分平方向量曲线以及突变点曲线,从而更准确地定位暂降发生的起止时刻;相位跳变曲线能够更好地反映电压暂降的相位跳变情况;基频幅值曲线能够更准确地检测出电压暂降的暂降深度;时间幅值平方和均值曲线能更精确地反映电压暂降发生的起止位置。     

基于分形测度的电压暂降持续时间检测

基于分形技术,提出了一种新型的电压暂降持续时间检测方法.该方法利用分形数计算信号波形的平滑度,识别暂降起止时刻的高频暂态振荡,然后将实时计算的分形数与阈值进行比较,得到起止时间的定位进而求得持续时间.基于PSCAD/EMTDC软件进行故障暂态仿真,在有无谐波畸变的情况下分别进行测试,证明该方法有效可行.同时进一步将此方法与小波变换及有效值法分析比较,表明其具有较好的实时性和准确性.     

基于dq变换、小波变换及FFT的电能质量扰动识别

利用dq变换有效值波形特征、小波变换和FFT对7种电能质量扰动信号进行分层次识别并求其取特征参数。首先根据扰动信号电压有效值的分布特性将扰动分为两类:电压暂降、暂升和中断为第1类:谐波、瞬态脉冲、低频振荡、电压波动为第2类。然后对第2类扰动进行小波多分辨率分析,由高频系数特征识别出瞬态脉冲和低频振荡,通过过零点个数将两者区分。最后再对小波变换后高频系数呈现相似分布的谐波和电压波动进行FFT变换,用频谱特性进行识别。该方法不仅能够有效识别扰动类型,同时还能够求出电压暂降等扰动的起止时刻和幅值,瞬态脉冲和低频振荡的峰值、峰值时刻等特征参数。仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

基于改进S变换的电压暂降起止时刻检测

电压暂降起止时刻是重要的暂降特征量,在分析改进S变换基础上提出一种改进S变换基频幅值向量和基频差分平方向量相结合的暂降检测方法。首先通过改进S变换基频幅值向量判断信号是否发生暂降,再利用改进S变换基频差分平方向量检测暂降信号起止时刻,最后依据基频幅值向量和暂降起止时刻的检测误差曲线来确定改进S变换高斯窗宽调节因子,达到更优时频分辨率。所提方法能更准确地检测发生在不同持续时间、不同波形点和不同幅值深度的暂降所对应的起止时刻。仿真和实测结果验证了方法的有效性。     

基于DOS变换的微电网电压暂降快速检测

针对微电网电能质量监控过程中,最为常见的电压暂降,提出一种基于DOS变换的微电网电压暂降快速检测新方法。首先介绍了DOS变换的基本原理,然后利用DOS变换分析电压暂降信号的时频特性,接着构造DOS变换基频时间-幅值包络曲线与频率-幅值包络曲线,最后对所得曲线进行分析得到扰动的起止时刻和持续时间。Matlab仿真结果验证了该方法的准确性与快速性,并且能准确地检测含谐波和噪声环境下的电压暂降。     

基于改进αβ变换和数学形态学的电压暂降检测方法

针对现有的电压暂降检测方法进行了分析研究,提出了基于改进αβ变换和数学形态学的电压暂降检测方法。首先利用单相电压移相一个大小可调的角度来构造新的αβ两相电压;然后经过dq变换将电压的基波分量转换成直流分量;最后通过数学形态学滤波器对非直流量进行滤波,得到相应的暂降幅值和相位跳变。改进的方法不仅抑制了电压暂降起止时刻可能出现的"异动"现象,而且利用形态学滤波器代替传统低通滤波器,有效地提高了检测速度和精度。仿真结果证明了改进方法的有效性。     

基于LabVIEW的电压暂降检测与分析软件设计

为了对电压暂降问题进行监测和分析,采用USB2831数据采集卡和Lab VIEW虚拟仪器开发平台设计了一套电压暂降检测与分析软件。USB2831数据采集卡用于获取电压电流信号,在Lab VIEW环境下用短时傅里叶变换作为时频信号的检测和分析工具,生成基波幅值曲线和最大频谱幅值曲线,以确定电压暂降深度、暂降的起止时刻以及各次谐波分量的幅值。将其检测结果与有效值算法的检测结果对比可知,短时傅里叶变换算法检测电压暂降的精度高,扰动定位能力强。所设计软件具有界面友好、扩展性强、使用方便等优点。     

基于短时傅里叶变换的电压暂降扰动检测

用短时傅里叶变换作为时频信号分析工具，研究在电压暂降扰动下暂降电压幅值检测、扰动时间定位和扰动源识别问题。提出利用暂降后电压信号的基频幅值曲线检测暂降电压幅值，利用暂降发生和结束时产生的高频信号对电压暂降扰动时间定位的方法，并提出根据基频幅值和扰动点个数来识别电压暂降扰动源的方法，该方法可以有效区分由短路故障引起的电压暂降和由感应电机启动引起的电压暂降。仿真试验结果表明该方法对电压暂降扰动检测精度高，同时比以往基于小波变换的方法在抵御谐波和噪声干扰方面更具有优越性。     

自适应EKF-ML滤波器在电压暂降检测中的应用

电压暂降是电能质量问题中的一个关键难题。为了更准确地检测电压暂降发生时刻,提出了基于最大似然的自适应扩展卡尔曼滤波EKF-ML(extended Kalman filter based on maximum likelihood)算法的检测方法。首先选取不同的状态向量,在电网信号中建立2种卡尔曼滤波系统模型;其次,利用最大似然自适应优化误差协方差矩阵R和Q以及初始条件参数;最后,引入不同电能质量扰动对电压暂降进行检测证明该方法的有效性。仿真结果表明:在谐波干扰、脉冲干扰以及不同信噪比干扰情况下,EKF-ML算法能实时准确地检测电压暂降起止时间。与已有的传统方法比较,该方法适合于在未知测量噪声的条件下对电压暂降进行检测。     

基于LMD和Hilbert变换的电压暂降检测方法

为了准确获得电压暂降幅度、频率成分以及扰动起止时刻等信息,将一种基于局部均值分解(Local Mean Decomposition,LMD)和希尔伯特(Hilbert)变换的时频分析新方法应用于电压暂降扰动检测中。新方法先通过LMD分解得到原始信号的乘积函数(Product Function,PF),PF分量的包络函数即瞬时幅值,再对PF分量进行Hilbert变换可得其瞬时频率。电压暂降特征信息可从瞬时幅值和瞬时频率中提取出来,从而实现电压暂降的检测。将新方法应用到两种电压暂降信号的仿真分析中,并与LMD法的分析结果进行比较。仿真结果证明了该组合方法检测电压暂降的有效性和准确性。     

基于集合Kalman滤波的暂态电压扰动检测

随着电力系统中非线性负荷的增加,由暂态电压扰动引起的电能质量问题越来越严重,对暂态电压扰动信号的检测成为改善电能质量的关键。基于集合Kalman滤波方法进行暂态电压扰动检测分析,结合暂态电压扰动特点,构造了集合Kalman滤波的背景集合。由k-1,k-2时刻的电压状态修正值组成背景集合,然后进行递归运算,提取出实时的电压幅值,从而定位暂态扰动发生的起止时刻以及跟踪突变的幅值。仿真结果表明,所提方法能快速检测到电压暂降/突升、暂态电压脉冲信号发生的起止时刻,跟踪到突变幅值。其对谐波加电压暂降混合扰动信号的扰动起止时刻以及混合扰动信号中基波、谐波的幅值的跟踪也非常有效。所提方法总体优于传统的Kalman滤波法和有效值法。     

基于递归复小波变换的电压暂降检测虚拟仪器的设计

分析了检测电压暂降的现有算法,通过分析比较,最终选择了基于递归的复小波作为电压暂降的检测算法,由于复小波分析结果中既包含幅值信息,又包含相位信息,所以无论电压暂降信号是否具有电压幅值跳变,都能成功检测到故障发生或结束时刻。同时,利用信息熵寻找最优的小波尺度,使检测结果更加准确。利用虚拟仪器开发软件LabVIEW建立了电压暂降检测系统,利用复小波变换算法,判断电压暂降发生的起始与终止时间,最终实现了电压暂降故障的实时检测、故障报告的自动生成以及故障报文查询等功能。最后,通过模拟故障实验,验证了电压暂降检测算法的有效性。     

考虑跌落时相角对幅值特性影响的电压暂降判断方法

实现电压暂降补偿的关键是快速、准确地判断暂降事件的发生.对已有的延迟小角度检测法存在的问题进行分析,提出了一种改进的电压暂降判断方法.该方法在延迟小角度构造αβ坐标系的基础上,分析了暂降时刻dq坐标系下的电压特性,并推导出含有幅值信息的d轴分量的表达式,通过预测暂降时刻该分量的变化趋势和大小,可快速地判断电压暂降.所提方法可以克服延迟小角度检测法中幅值波动对检测的影响,提高检测速度,有利于后续补偿效果.仿真结果证明所提方法可以有效改善检测的实时性和准确性.     

检测电压暂降特征量的有效值算法

在简述电压暂降的基本概念、特征量和起因的基础上,介绍了采用有效值算法获取电压暂降特征量的方法,提供了完整的软件处理流程。通过Matlab仿真,验证了全周期有效值算法和半周期有效值算法的有效性,得出了电压暂降起始时刻和终止时刻的延时误差变化曲线。在对起止时刻精度有较高要求的场合,可以利用该曲线进行误差修正,进而得到更为准确的电压暂降持续时间。     

基于双小波的短时电压波动信号检测

提出了一种基于dbl小波和dblO小波检测短时电压波动(Short Duration Voltage Variation,SDVv)信号的方法,首先利用dbl小波对信号进行分解得到低频系数模,据此初步确定SDVV信号的发生时段,并记下每时段的起始和结束时刻点。再应用dblO小波对信号进行分解得到第一层高频分解系数,而由dbl小波确定的起始和终止时刻点前后的1/2采样周期内检测第一层高频分解系数的模极大值,以确定非过零点和波峰的起止点。根据具体的判断规则即可确定电压波动的准确起止时刻,还可根据dbl小波分解得到的低频系数模确定电压波动的幅度。仿真和试验结果表明了该方法的可行性和有效性。