基于改进阈值和阈值函数的电能质量小波去噪方法

针对电能质量扰动类型多,成分复杂,扰动特征易被当作噪声去除等问题,提出一种改进小波阈值去噪算法。该算法通过计算每层小波系数的峰和比来确定该层噪声含量,使修正因子Fj可根据不同扰动信号的噪声分布特点自适应调整通用阈值。同时,提出了改进的阈值函数,可变参数a能调节自身软、硬特性从而确定合适的阈值函数。采用该算法对七种常见电能质量扰动信号去噪,仿真结果表明,改进小波阈值去噪算法在不同噪声干扰下,对各类扰动信号都能达到较好的信噪比,去噪效果稳定,重构信号波形恢复较好,且在去噪过程中保留了扰动特征,能为后续电能质量分析提供准确有效的信息。     

一种平稳小波变换改进阈值函数的电能质量扰动信号去噪方法

含噪电能质量扰动信号分析的前提是准确找到突变点信息,对信号进行去噪的同时,又必须保留突变点特征。针对此问题,选取平稳小波变换分解信号,并利用提出的改进阈值函数对信号进行去噪。将含噪的电能质量扰动信号进行多层平稳小波变换,逐层估计平稳小波变换细节系数中噪声的均方差σ_j,计算各层阈值σ_j2lnk~(1/2)并根据信号、噪声的小波系数在不同尺度上的分布特点,通过ln(j+1)对各层阈值进行修正,结合改进的阈值函数分别对各层小波系数进行处理。利用尺度系数和处理后的小波系数进行重构,得到去噪后的信号。仿真结果表明,改进的阈值函数去噪方法能够较好地滤除噪声并保留突变点特征,从处理后的小波系数中可以清晰地观察到扰动的起止时刻,并能够分辨出暂态振荡与谐波干扰。     

小波软阈值去噪技术在电能质量检测中的应用

小波方法是一种很好的电能质量信号检测和分析工具，但其性能往往受信号中噪声的影响，当噪声比较大的时候，小波方法甚至会失效。文中根据小波变换的时频特性，分析了信号和噪声在小波分解过程中的不同特性，并在此基础上利用改进的软阈值去噪技术对电能质量信号进行信号去噪处理。软阈值方法能根据各小波空间上特征分量和噪声的统计特性设置适当的阈值来消除噪声，并以此恢复小波方法的性能。该方法不仅较好地解决了保护信号局部特征与抑制噪声之间的矛盾，能很好地对各种电能质量信号进行去噪处理，而且达到了数据压缩的效果。仿真计算结果表明，该去噪方法是有效的。     

可调阈值函数和能量阈值优化的电能质量扰动小波去噪方法

电能质量信号在采集、传输过程中受外界环境的影响会引入噪声干扰,有效去噪的同时保留突变点信息是治理电能质量的重要前提。给出了一种可调阈值函数,通过对可调参数的控制,可以使得该阈值函数在软硬阈值函数之间变动,兼具两者的优点。引入小波系数能量因子,以能量最大的尺度作为特征尺度,在此尺度上,子区间能量高于尺度能量者则为有效区间,进而提出采用有效区间局部阈值去噪的新阈值取法,同时考虑噪声和信号的小波系数随尺度不同的传播特性,引入算子对阈值进行修正。利用有效区间的局部阈值取法较传统的全局阈值取法更能反映信号小波系数的特征。仿真结果表明,利用新方法去噪效果更好,既较好地改善了去噪性能,同时也保留了信号的扰动突变点信息,去噪后扰动定位准确,模极大值点的位置很好地反映了扰动发生的起止时刻。     

小波熵自适应阈值的电能质量信号去噪新方法

针对电能质量信号去噪问题,提出改进的小波熵自适应阈值去噪法。利用小波变换分解电能质量信号,计算小波分解后信号子带区间的小波熵,将小波熵和自适应阈值相结合确定高频系数阈值门限,采用改进折中指数阈值函数对电能质量信号去噪处理,最后重构降噪后的电能质量信号。通过对四种典型带噪电能质量信号(电压突降信号、暂态振荡信号、电压中断信号、谐波信号)去噪处理,并与无偏风险阈值、极大极小阈值的去噪性能比较,对比可知在输入信噪比为20dB时,对于不同的电能质量信号,改进的小波熵自适应阈值去噪法的输出信噪比是最大的。     

基于改进的小波阈值的电能质量信号去噪

对于暂态的电能质量信号的监测,研究了一种用最大后验估计的双树复小波变换对电能扰动信号进行去噪高效算法。首先运用最大后验估计对扰动信号的改进的小波阈值进行去噪预处理,然后对于不同分解层的细节系数噪声方差和信号方差进行估算,并且运算出不同分解层阈值,从而得出去噪阈值。仿真实验结论表明:所提出算法步骤简单,计算速度快而且易于实现,去噪效果理想,具有很好的应用前景。     

基于信号相关性和小波方法的电能质量去噪算法

提出了一种基于小波原理的电能质量信号去噪算法。基于软阈值原理的小波去噪算法在电能质量信号检测中得到很好的应用。但其存在阈值计算受噪声强度的缺点 ,当信号被强噪声“淹没”时 ,该方法仍然会失效。本文在对电力信号进行小波空间中的自相关性关系分析的基础上 ,结合软阈值算法和小波原理 ,构造了能有效地处理各种电能质量信号的去噪算法 ,该算法能弥补传统软阈值算法的缺陷 ,较好地解决了保护信号局部特征与抑制噪声之间的矛盾。计算结果表明上述检测算法是有效的。     

基于可调Q小波变换与基追踪的电能质量信号去噪

现场采集的电能质量信号中夹杂着高斯白噪声和脉冲噪声,这些噪声的存在给电能质量信号的检测与分析带来困难,因此要对电能质量信号进行去噪预处理。针对传统去噪方法的局限性,本文给出了基于可调Q小波变换与基追踪的去噪算法,该方法先用不同品质因数的小波基函数对含噪信号进行稀疏分解,再利用基追踪去噪算法对得到的小波系数进行优化处理,最后对优化的小波系数进行重构,这样就实现了电能主特征信号与脉冲噪声和高斯白噪声的分离,从而达到去噪的目的。仿真结果表明该方法可以有效地去除电能质量信号中的高斯白噪声及脉冲噪声,且去噪效果和可靠性优于广泛使用的小波去噪和集合经验模态分解去噪。     

压缩感知在电能质量扰动信号去噪中的应用

针对电能质量信号去噪中阈值去噪存在信号失真,去噪效果不理想,阈值选取影响重构质量的问题,提出了一种基于压缩感知理论(compressed sensing,CS)的电能质量信号去噪新方法。CS去噪将扰动信号映射到低维空间,利用电能质量信号具有稀疏性可以重构,噪声信号不具备稀疏性不可重构的特点,应用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit algorithm,OMP)重构算法重构电能质量信号达到去噪目的。实验表明,CS电能质量信号去噪法优于传统的基于小波去噪的阈值去噪法,且信号不失真,具有扰动信号采集与压缩的同时完成去噪和易于实现的特点,为电能质量信号去噪提供了一种新的方法。     

基于改进阈值函数小波的微电网检测信号去噪

应用传统阈值函数小波对实测的微电网信号去噪时,存在重构信号失真、波形曲线偏厚等问题.在分析某种改进阈值函数基础上,提出一种新的阈值函数表达式.为提高阈值函数适用性,利用Bayes shrink方法计算分解层门限阈值,利用人工蜂群算法对设计的阈值函数进行参数选定.使用实测含噪信号验证各阈值函数的小波去噪效果,可知新阈值函数及其去噪流程能提升信噪比、减小均方误差,达到抑制检测信号噪声、显现信号波形特征目的 .     

改进阈值函数的小波去噪算法

针对小波软、硬阈值函数去噪后信号存在局部震荡和边缘模糊导致去噪效果不佳的问题,研究了小波去噪原理和优化阈值函数的规则,设计了一种具有连续性、灵活性和恒定偏差小的可调阈值函数,提出了一种基于改进阈值函数的小波去噪算法,将其应用于含有高斯白噪声的信号中进行去噪。实验表明,相较于传统方法,所提方法对仿真信号和心电信号都具有灵活性和适用性,并且去噪后信号的信噪比提升了16.21%,皮尔逊相关系数增大了1.62%。因此,本文所提算法具有可行性,可有效保留特征信息,去噪效果更加理想。     

基于CEEMDAN与小波自适应阈值的去噪新方法

一维电能质量信号中通常含有不同程度的白噪声,高效去噪是对电能质量信号进行检测与识别的重要前提。为了能有效地消噪并完整还原信号的奇异点等真实信息,提出了基于自适应白噪声的完备总体经验模态分解(CEEMDAN)与小波自适应阈值的去噪新方法。首先通过自相关法对CEEMDAN分解得到的含噪高频固有模态函数(IMFs)进行筛分;然后对这些高频分量进行小波自适应阈值降噪,这样就保留了高频部分的有效信息;最后与低频IMFs进行信号重构。仿真结果表明该方法去噪效果好,有效地保留了高频成分中的真实信息,为电能质量信号去噪提供了新思路。     

基于小波迹方法的局部放电信号消噪研究

在检测电力系统变压器稳定性时,通常会发现变压器放电信号存在各种各样的干扰,尤其是噪声干扰。文章提出一种基于传统小波迹方法的平稳小波迹阈值消噪方法,有效消除了信号采样中的噪音。通过重新定义小波迹字典的方法,改进了传统小波方法中的不足。对所要处理的放电信号进行循环平移,有效消除小波基的平移依赖性,提高小波变换在奇异点附近的特殊性,从而达到消除随机振荡的目的。通过与传统小波包消噪和传统小波消噪的比较,选取阈值、小波基和分解层数,得到了信号消噪的最佳值,进而构建一个适用于局部放电信号研究的平稳小波迹阈值消噪方法。结合MATLAB仿真实验信号和部分某变电站变压器局部放电实际信号验证,该方法能有效抑制局部放电噪声干扰,提取有效信号,消噪效果优于传统小波和小波包方法,可以达到识别的需求。     

基于改进去噪性能的Prony算法电网低频振荡模态辨识研究

针对电网低频振荡Prony辨识算法对噪声较为敏感、对输入信号要求较高的问题,提出了一种基于小波去噪与扩展Prony算法相结合的高精度低频振荡模态辨识方法。在小波去噪的基础上通过对阈值进行改进,使得小波去噪的阈值随着小波的分解而发生变化,从而对低频振荡信号达到较好的滤波效果,并在此基础上研究扩展Prony算法,对构建的仿真信号运用IEEE4机2区域系统产生低频振荡信号以及实际PMU监测的低频振荡信号进行算法验证。仿真和实验表明提出的方法能够比较准确和快速的辨识电力系统低频振荡信号,且具有较高的精度和较好的鲁棒性,为电力系统低频振荡模态辨识提供了一种行之有效的方法。     

基于改进小波阈值函数和奇异值分解的电能质量扰动检测定位

为了在噪声环境下准确提取电能质量扰动特征,本文提出基于改进小波阈值函数去噪和奇异值分解的电能质量扰动检测定位方法。首先构建改进小波阈值函数对含噪电能质量扰动信号降噪,利用经验模态分解的信号频带划分能力,实现降噪后扰动信号各模态的有效分离,再采用希尔伯特变换提取各模态幅值、频率等特征信息,同时基于奇异值分解实现对扰动信号的起止时刻的有效定位。最后分别采用不同类型的电能质量扰动信号进行仿真实验,实验证明本文提出的算法不仅具有良好的抗噪性能,同时具有较高的定位准确度和良好的鲁棒性。     

小波去噪与压缩在电厂设备中的应用

为解决600 MW发电机组辅机设备噪音振动数据占用大量存储空间及缓解其数据传送压力问题,针对噪音振动数据的特点提出了一种基于小波阈值去噪和最优小波包压缩的压缩算法。新算法针对小波软硬阈值函数的不足,提出了新的阈值函数对噪音振动数据进行去噪;新算法使用相关系数法获取最优的小波基。仿真表明,改进阈值函数相对原阈值函数在保留高频原始信号的能力和去噪能力方面都有增强;使用改进阈值函数去噪后,小波包压缩能完整的重构信号。最优小波包压缩与改进阈值去噪算法已初步应用于岳阳电厂辅机设备的数据压缩,算法对节省硬盘容量、保护硬盘及高效的数据传送有着重要的作用。     

基于变分模态分解的变压器有载分接开关振动信号去噪分析

针对变压器有载分接开关振动信号中的环境噪声影响后续特征提取与识别的问题,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)与小波包阈值的去噪算法。首先对信号进行VMD分解,得到一系列窄带、中心频率区分度较好的模态分量。然后对各模态分量分别进行小波包阈值处理,利用均方根误差、信噪比及平滑度构成的复合评价指标确定最佳分解层数,得到最优的去噪效果。最后重构得到去噪后的振动信号。在变压器有载分接开关模拟试验平台上进行试验,并对采集的振动信号进行去噪分析,结果表明该方法的效果优于常用的去噪方法。