基于前置数学形态滤波器的采样值差动方案

将数学形态学分析引入电力系统继电保护领域,利用数学形态学中的开闭运算分析设计的滤波算法能有效地滤除高压电网和变电站内可能产生的包括脉冲干扰在内的各种噪声,从而较好地保持信号的几何特征.基于该方法计算简单、易于并行实现,且对波形有良好的平滑作用,提出了一种前置数学形态滤波器的采样值差动算法.该算法能在保证可靠的前提下大大地提高保护的速度.     

一种新的小电流接地选线算法

在分析以往小电流接地选线各种算法的基础上,提出了一种基于数学形态学及小波变换综合的选线算法,该算法利用数学形态学滤波器对采集到的电压电流信号进行滤波,而后利用小波变换的奇异性理论和模极大值理论来构成接地选线算法,本算法很好地体现了形态学滤波器的噪声抑制能力和小波分解的奇异点检测能力。Matlab仿真结果表明,该算法不受中性点接地方式和线路参数的影响,且具有较强的承受过渡电阻的能力。     

一种新的小电流接地选线算法

在分析以往小电流接地选线各种算法的基础上,提出了一种基于数学形态学及小波变换综合的选线算法,该算法利用数学形态学滤波器对采集到的电压电流信号进行滤波,而后利用小波变换的奇异性理论和模极大值理论来构成接地选线算法,本算法很好地体现了形态学滤波器的噪声抑制能力和小波分解的奇异点检测能力.Matlab仿真结果表明,该算法不受中性点接地方式和线路参数的影响,且具有较强的承受过渡电阻的能力.     

基于数学形态学的输电线路行波保护研究

提出一种利用数学形态学处理行波波形并实现行波保护的方法。该方法利用数学形态学多分辨形态梯度检测故障暂态行波。利用数学形态学分析故障波形时不存在相移,而且只涉及到布尔运算,运算速度快,不但能定位故障时刻,而且还能检测波形奇异点的极性。行波保护的可实现性强。仿真同时表明了基于多分辨形态梯度分析检测算法的准确和有效性。     

自适应广义数学形态学抑制局部放电窄带干扰

针对传统数学形态滤波器存在的统计偏倚现象,基于最小均方(LMS)自适应算法调节不同长度的结构元素,提出一种自适应广义数学形态滤波器。在强烈的噪声环境中,采用数学形态学、广义数学形态学和自适应广义数学形态学三种方法对比仿真分析消除连续的周期窄带干扰,并引入信噪比和局部放电脉冲的波形失真均方误差评价指标。仿真分析和现场数据处理结果表明,自适应广义数学形态学的滤波效果优于单一的形态滤波效果,完整地保持了局部放电信号的几何结构特征,信号失真小。分析结果表明,自适应广义数学形态学能有效地抑制连续的周期窄带干扰。     

基于数学形态学原理的行波波头提取算法在铁路电力贯通线测距中的适应性分析

对3种基于数学形态学原理的行波波头提取算法——数学形态学梯度算法、形态学–小波综合滤波算法和形态学非抽样小波分解算法进行了研究,针对一条实际的10 kV架空线–电缆混合铁路电力贯通线路进行了故障测距仿真试验,对比分析了3种算法在不同故障类型、不同故障距离、不同过渡电阻以及不同噪声水平工况下的适应性。结果表明,数学形态学梯度算法运算速度快,适用于低噪工况;形态学–小波综合滤波算法测距精度高,适用于噪声不大的工况;形态学非抽样小波分解算法噪声耐受性高,适用于有较强噪声干扰的环境。基于此,提出了形态学综合测距方案,该方案可获得比单一方法更为快速准确的结果,为后续系统装置的研制提供了依据。     

基于数学形态学的直流接地极线路单端行波故障测距

针对直流接地极线路故障暂态行波的传播特点,提出了一种基于数学形态学的单端行波故障测距算法。该算法采用具有滤波功能的形态学梯度变换来处理行波浪涌,在有效滤波的基础上,利用数学形态学梯度变换分离正、反向行波浪涌,不但能取得暂态行波信号突变点的时刻,还具有一定的抗干扰性,而且不存在时间窗长度的问题,有效提高了测距的精度和可靠性。通过PSCAD和Matlab证明了该算法的可行性,有利于提高直流接地极线路单端行波故障测距的可靠性和准确性。     

一种基于多分辨形态梯度技术的小电流接地电网单相接地故障选线新方法

介绍了数学形态学的基本运算以及形态滤波和多分辨形态学梯度技术。分析了小电流接地系统中发生单相接地故障时零序电流的暂态特征。应用形态滤波和多分辨形态学梯度技术对零序暂态电流进行形态学多层分解,通过比较形态学分解系数的极性,达到故障选线的目的。PSCAD仿真实验表明,该选线算法在各种故障情况下均能正确可靠选线,且计算简单,速度快。     

基于数学形态学的医用管制瓶边缘检测

本文提出一种改进的数学形态学边缘检测算法,对传统形态学边缘检测算子进行改进,得到一种双结构元的抗噪形态学边缘检测算子;选取了适于管制瓶视觉检测的结构元素;用基于多结构元素的数学形态学边缘检测方法进行管制瓶边缘检测.实验结果表明,与经典的边缘检测算子和传统形态学边缘检测算法相比,该算法在噪声环境下具有更好的边缘提取能力.该算法可用于管制瓶的机器视觉检测系统.     

基于数学形态学和短窗功率算法的电能质量扰动检测方法

提出了一种基于数学形态学和短窗功率算法的电能质量扰动检测及定位方法.根据数学形态学基本原理及其形态变换构造了一种简单实用的形态滤波器并将其运用于扰动信号预处理中,以同时滤除随机和脉冲噪声.该滤波方法能在滤除多种噪声的同时,较好地保留了扰动信号的基本形态特征,较之小波方法和传统形态滤波方法更为有效.根据扰动位置能量的变化,对滤波后的信号利用短窗功率算法以准确地检测出扰动并进行时间定位.分别用电压暂升、暂降、中断和短时电压波动对该方法进行验证,Matlab仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于数学形态学的短时傅里叶分析

为了提取恰当的短时傅里叶分析(STFT)时间窗宽度和中心,进而利用STFT分析暂态信号成分,提出了基于数学形态学的STFT方法.针对电力系统信号特点,讨论了结构元素的选择问题,推导了结构元素大小公式及离散化的结构元素方程.同时提出了奇异点定位算法,进而得到了基于数学形态学的STFT算法.在MATLAB中的仿真结果表明该方法能够快速准确地得到暂态信号中主要频率成分及其幅值,可提高STFT的精度和效率.     

一种综合分析算法在低频振荡参数估计中的应用

为消除实测信号中噪声的影响,更好地揭示电力系统低频振荡的时变和非线性特征,提出了基于广义数学形态学非线性滤波和Hilbert-Huang变换(HHT)的低频振荡综合分析算法.首先分析了信号中各种噪声对HHT精度的影响.在形态学滤波原理的基础上,建立了广义形态学滤波器,并利用它对来自广域测量系统(WAMS)中低频振荡信号进行滤波去噪,然后将滤波后的信号经过HHT分析处理后,再通过相应的瞬时参数计算方法,求解出低频振荡信号的瞬时参数.仿真结果证明该算法不仅能有效地消除信号中的混合噪声,而且能够计算出低频振荡主导模态的瞬时参数,更好地分析低频振荡的瞬时特性.通过对来自wAMS的实际信号进行分析,证明了该方法的有效性.     

基于形态学的高压直流输电线路的行波去噪

为提高直流线路行波保护的可靠性必须准确捕获行波波头并保证采样精度,为此,首先分析了高压直流输电线路行波中噪声的主要成分,继而在系统地介绍数学形态学基本理论的基础上,提出了一种全新的基于数学形态学的多尺度滤波算法。这种算法通过调节结构元素的长度,对信号进行连续的形态变换,很好地保留了原信号的主要特征。仿真结果表明,该算法对直流线路行波的各种噪声都具有很好的滤波效果,且计算速度快,易于硬件实现,具有很好的实用价值。     

基于数学形态学的运动目标检测算法

帧差法和背景差法都是重要的运动目标检测方法,帧差法不能完全提取出目标的所有相关点,而背景差法又受环境光照的影响。针对传统运动目标检测算法的不足,提出一种基于数学形态学的帧差法与背景差法相结合的运动目标检测算法。先将帧差法得到的图像经过数学形态学处理,再将其与背景差法得到的图像相结合。实验表明,该算法能适应复杂变化的环境,准确地提取运动目标,对复杂干扰场景下的实时运动目标检测得到了较为满意的效果。     

基于灰度加权阈值和形态学的锅炉火焰边缘检测

提出了一种灰度加权阈值和数学形态学相结合的锅炉火焰图像边缘检测算法.该算法首先利用灰度加权阈值算法取得分割阈值,然后利用形态学方法提取边缘.这种方法有效地抑制了噪声,能够成功地检测出燃煤锅炉火焰连续的边缘.实验结果表明,该文所用的边缘检测方法要优于传统的边缘检测方法.     

基于数学形态滤波的电压闪变检测研究

电压闪变信号中经常混叠有随机噪声,针对Prony近似频谱估计算法对噪声较为敏感的缺陷,将数学形态学滤波和Prony分析相结合应用于电压闪变检测研究。首先利用数学形态学滤波法对含噪闪变信号进行去噪处理,再通过Prony算法和Hilbert变换分析并提取去噪后的特征信息。仿真结果显示,该方法有利于提高Prony算法对闪变信号的精确分析,同时验证了其可行性与准确性。     

基于数学形态学的配电网单相接地故障暂态选线算法

分析了单相接地故障选线的现状和目前已提出的多种选线算法的优势和不足,提出了基于数学形态学的暂态选线新算法。算法包括两方面：一方面,利用组合形态滤波器对选线数据进行滤波预处理,最大限度地去除噪声对选线的影响;另一方面,利用形态学算子对去噪后的信息进行暂态突变检测以确定故障线路。仿真结果表明,该算法设计简单,计算量小,并且克服了故障信号信噪比低的缺点,可以通过选择合适的结构元素准确可靠地确定故障线路。     

基于柔性高压直流输电线路故障测距和故障极性识别新方法

近年来高压直流输电系统得到了广泛的应用,高压直流输电技术快速发展,特别是以VSC-HVDC为代表的轻型直流输电系统发展迅猛,电缆的使用越来越普遍。然而由于电缆的依频特性突出,行波波头衰减和畸变严重,导致行波测距方法的使用受到很大的限制。分别采用小波分析的方法和数学形态学算法提取波头到达时刻,着重介绍了数学形态学算法。通过两种算法的对比可以看出,数学形态学算法相比于小波分析法有明显的优势,它不仅测距准确度高,而且可以通过图像直接区分故障类型。此外,数学形态学算法对噪声不敏感,算法简单,易于实现,不受过渡电阻的影响;并且能够准确测距,同时能够明显地区分出故障极性,无须单独再对故障的极性作判断。     

基于数学形态学暂态特征提取的高压直流输电线路精确故障定位

在介绍数学形态学基本原理的基础上,给出了利用数学形态学梯度技术提取暂态行波信号突变特征,反映信号突变时刻的故障定位新方法。仿真结果表明该方法对于近距离故障,高阻接地故障等传统方法难于准确定位的故障类型都具有很好的定位效果。本文详细分析和比较了数学形态学变换和小波变换对突变信号的检测性能,分析和仿真结果都表明,数学形态学梯度技术对突变信号具有很强检测能力,相比于小波变换等积分变换来说,数学形态学对噪声不太敏感,变换结果更易于分辨,且算法简单,耗时较小,易于硬件实现。     

基于广义形态开闭变换的小电流接地选线算法

单相接地故障是配网系统中最为普遍的故障情况,该文在分析小电流接地系统发生单相接地故障时零序暂态电流特点的基础上,提出了一种基于广义形态开闭变换的选线算法,该算法很好地体现了数学形态学滤波器较好的奇异点识别能力和噪声抑制能力。ATP仿真结果表明,该算法不受中性点接地方式和线路参数的影响,且具有较强的承受过渡电阻的能力。