奇异值分解理论和小波变换结合的行波信号奇异点检测

准确检测故障行波信号的奇异点是行波故障测距的关键。现场故障行波信号通常含有大量噪声,有些情况下单独使用传统的小波变换将不能有效检测到信号的奇异点。为解决强噪声情况下故障行波信号奇异点的检测问题,提出了基于奇异值分解理论和小波变换的故障行波信号奇异点检测方法。通过构造重构的吸引子轨迹矩阵,并由Frobenious范数意义下的最佳逼近矩阵可以得到除噪后的信号序列,对所得信号序列进行奇异性检测得到信号序列奇异点。仿真结果表明,该方法在强噪声情况下可以去除噪声影响,并且保持信号的奇异性,准确检测到信号的奇异点。     

基于FPGA的暂态电能质量的检测方法

提出了基于FPGA实现小波变换算法的一种方法。该方法以硬逻辑方式,采用高通分解滤波器和低通分解滤波器来实现小波变换算法,解决了采用小波变换方法进行多分辨分析时由于计算量大限制了在实时监测系统中应用的实时性问题。以在检测信号奇异点上有很好效果的DB5小波为基函数,对在暂态电能质量中电压暂升/暂降、电压中断、电压脉冲、振荡等信号建立模拟扰动信号源并进行了仿真,对比信号奇异点产生时间和仿真结果中奇异点产生时间,结果表明该方法的准确性和可行性。     

基于小波变换的含噪声行波信号奇异点检测

小波变换是检测信号奇异点的一种有效的数学工具.对于含噪声电流行波信号奇异点的检测,则需要一个基于小波变换的有效算法.作者在非线性阀值法去噪的基础上利用模极大值线的方法正确地检测出含噪声行波信号的奇异点,并通过数字仿真验证了此方法的实用性.     

基于脉冲发射原理的配电网故障定位方法的研究

在小波理论的基础上,提出了配电网行波故障定位方案。在故障相的线路首端发射脉冲信号,采集线路首端的行波信号,利用小波消噪原理对采集到的行波信号进行滤波,比较线路正常时的行波信号和线路故障时的行波信号,利用小波变换对信号奇异性的检测原理找出行波信号中的奇异点,得到故障距离。对结构简单的线路,在此基础上分析特征波即可准确定位;对结构复杂的线路,在确定故障距离的基础上,根据电网拓扑划定故障可能的几个分支。然后在线路首端注入电流,通过探测器检验几个分支上是否有电流流过,检测到电流的即为故障点所在的分支。详细分析了该行波定位方案在两次现场试验的应用结果,证明了该方案的可行性。     

行波故障定位中小波基的选择

在分析行渡信号奇异性的性质和小波基特征的基础上,提出了奇异信号检测中小渡基的选择原则,针对行波信号中出现的2种不同类型的奇异信号分别选出合适的小波基。对于突变奇异信号,使用Gaussl小波能取得较好的检测与定位效果;对于缓变奇异信号,则应选择消失矩为2的Mexican Hat小波。EMTP仿真实验结果表明所选择的小波基具有很强的检测能力和检测精度。     

基于小波的继电保护装置电磁干扰软件防护快速算法研究

基于Mallat分解的小波变换方法能可靠地检测出电力波形中的奇异点,但不适合于实际工程应用。提出了基于S变换的改进的快速算法,即对AD采样点进行前向差分。对于正常的正弦采样信号,点与点之间的采样点值相差较小,所以差分值也较小;而对于奇异信号,在奇异点附近AD采样值有突变,所以差分值较大。因此,选择合适的差分门槛值就可以检测出信号中的奇异点。分析奇异点附近差分值的正负特性可以检测出该奇异点是正常的故障信号或是受干扰信号。最后,通过对典型波形的仿真计算和实际的电磁兼容性试验,验证了该软件抗干扰措施能显著提高数字式继电保护装置运行的稳定性。     

基于小波变换的电能质量扰动检测与定位

根据电能质量扰动信号的非平稳性,通过对小波变换原理的分析,从小波变换能够突出信号局部特征的特性出发,探讨了多尺度小波变换模极大值与信号突变点之间的关系,分析了利用小波变换对电网电压暂降及周期脉冲等典型电能质量扰动进行检测与定位的方法。为验证方法的有效性,以电压暂降扰动和周期脉冲扰动检测为例进行了相应的仿真研究,结果证实了利用小波变换能更精确地检测和定位电能质量扰动。     

故障信号小波检测方法的研究

分析小波变换用于故障检测的基本原理以及小波函数的选取原则,介绍利用不同小波函数进行信号噪声消除,奇异点检测及故障的定位等方法,通过测取电动机启动电流信号的小波变换,实现转子断条故障的在线诊断,说明该方法有效,并具有可操作性。     

采用小波变换检测和定位电能质量扰动

从小波变换能够突出信号局部特征的特性出发,探讨了多尺度小波变换模极大值与信号突变点之间的关系,分析了对电网电压跌落及周期脉冲等典型电能质量扰动进行检测与定位的方法。为验证方法的有效性,进行了相应的仿真研究。结果证实了小波变换能更精确地检测和定位电能质量扰动。     

基于脉冲发射原理的配电网故障定位方法的研究

在小波理论的基础上,提出了配电网行波故障定位方案.在故障相的线路首端发射脉冲信号,采集线路首端的行波信号,利用小波消噪原理对采集到的行波信号进行滤波,比较线路正常时的行波信号和线路故障时的行波信号,利用小波变换对信号奇异性的检测原理找出行波信号中的奇异点,得到故障距离.对结构简单的线路,在此基础上分析特征波即可准确定位;对结构复杂的线路,在确定故障距离的基础上,根据电网拓扑划定故障可能的几个分支.然后在线路首端注入电流,通过探测器检验几个分支上是否有电流流过,检测到电流的即为故障点所在的分支.详细分析了该行波定位方案在两次现场试验的应用结果,证明了该方案的可行性.     

基于小波理论的输电线路故障信号检测的研究

输电线路发生故障后,其行波信号是一个突变的、具有奇异性的信号。小波分析具有很多有用的性质,利用小波多分辨率的特性可将突变信号进行多尺度分解,然后通过分解后的信号来确定突变信号的突变位置。Lipschitz指数被用来定量描述函数的奇异性。当小波变换尺度越来越精细时,小波变换模的极大值信号的突变点位置越精确。其衰减速度取决于信号的突变点的Lipschitz指数。小波变换不仅可以确定突变位点发生的时间,而且可以进一步判断突变点的性质。主要通过检测小波变换模极大值来找到信号的奇异点,从而确定信号发生突变的位置。     

基于小波理论的输电线路故障信号检测的研究

输电线路发生故障后,其行波信号是一个突变的、具有奇异性的信号。小波分析具有很多有用的性质,利用小波多分辨率的特性可将突变信号进行多尺度分解,然后通过分解后的信号来确定突变信号的突变位置。Lipschitz指数被用来定量描述函数的奇异性。当小波变换尺度越来越精细时,小波变换模的极大值信号的突变点位置越精确。其衰减速度取决于信号的突变点的Lipschitz指数。小波变换不仅可以确定突变位点发生的时间,而且可以进一步判断突变点的性质。通过检测小波变换模极大值来找到信号的奇异点,从而确定信号发生突变的位置。     

基于小波变换的信号相关技术在电力电缆故障测距中的应用

提出了一种基于小波分解的信号相关技术.针对以往应用冲闪法的电力电缆故障测距技术普遍存在故障时刻检测不准确的问题,提出将小波分解与信号相关技术相结合,先对采集到的信号进行多层小波分解,去掉低频信号中的高频分量,应用信号相关技术计算出粗略的奇异点,然后运用搜索模极大值线的方法找到高频分量中的奇异点,从而得到精确的脉冲到达时刻.数字仿真结果验证了该方法的有效性.     

EMD小波变换水轮机故障奇异数据还原研究

水轮机组状态监测数据由于受到传感器、测量条件、环境等因素影响会造成数据失真,产生众多奇异点,对正确分析机组运行状态十分不利。本文提出通过经验模态分解与小波变换相结合的方法来分析水轮机故障信号的奇异性,该方法将原始信号经验模态分解后,利用小波变换检测出信号中的奇异点,并将剔除奇异点的信号重构,通过重构信号对机组进行分析。实例仿真表明,与直接对原信号进行小波分析相比,该方法提取的奇异性特征明显并能准确重构,在采用通用传感器信号准确描述机组状态和正确认识机组故障上有较好的应用价值。     

基于奇异性检测的高压输电线路暂态保护判据仿真研究

根据小波分析及奇异性检测的基本理论,利用小波多尺度分析方法对高压输电线路的暂态电流波形奇异点处的奇异性进行了分析与仿真,并给出了一种适合于暂态保护的新型判据。此判据通过比较不同时间窗口、不同频率段内暂态信号的小波变换谱能量比值及模分量极大量比值来实现区内外故障的准确识别。以M文件的形式用Matlab语言编程完成了奇异点检测算法程序并根据500kV输电线路模型对暂态保护新型判据进行了大量仿真。仿真结果证明此判据对不同的故障情况均能正确判断。     

基于随机奇异值分解的局部放电脉冲提取及去噪技术

针对低信噪比下局部放电信号易漏检与传统奇异值分解算法在进行局放脉冲提取时计算量大的问题,提出一种基于随机奇异值分解的局部放电脉冲提取及去噪方法。该方法能有效提取局放脉冲及去除白噪声,且相较于传统SVD脉冲提取计算所需时间更短,更具工程实用价值。首先,利用滑动短时数据窗截取原始局放信号片段,采用随机奇异值分解法计算最大奇异值,并与全局最优奇异值阈值进行比较,确定脉冲信号的起止点;然后,利用奇异值分解法结合局部最优奇异值阈值,去除提取信号的白噪声。通过对典型局放模拟脉冲进行实验,验证了该算法在脉冲提取时的执行效率优越性。在工频电压下对实验室模拟电缆缺陷进行局放测试,分别采用所提方法、离散小波变换及自适应双阈值方法进行对比性实验,结果表明,所提方法局放信号漏检率低,去噪效果好。     

双极HVDC输电线路行波故障定位

为准确定位双极HVDC输电线路故障,介绍了基于小波模极大值理论的双端D型行波故障测距方法及该方法在双极HVDC输电系统中的应用并用PSCAD和MATLAB软件仿真分析双极HVDC系统,得到故障点初始行波波头分别到达整流侧母线和逆变侧母线的时刻,从而算出故障点到达两侧母线的距离,完成故障定位。该结果表明,小波变换的模极大值能够刻画出故障行波信号的奇异点和奇异性,用小波变换提取高频暂态信号可准确找出故障极线路,识别出故障极初始电流行波的波头,实现双极HVDC输电线路高度精确的故障定位。     

基于二进小波变换的电能质量扰动检测

电能质量扰动起止时刻和持续时间是描述扰动的重要属性,为了对电能质量进行分析与评估,需要对其进行检测。小波变换的局部模极大值对应信号的突变点,可以用来检测电能质量扰动。连续小波变换的计算量大,存在较大冗余,而多分辨率分析的方法由于进行了二抽取,难以直接根据变换结果进行检测,需要重构信号,因此,采用了二进小波变换对电能质量扰动进行检测。使用电磁暂态分析程序ATP仿真软件对电能质量扰动信号进行了仿真,用样条小波进行二进小波变换,检测结果表明在分解尺度一上可以实现较为准确的检测。     

基于时域能量与自适应奇异值阈值的改进局放信号去噪方法

局部放电(简称局放)检测是探测电力电缆绝缘缺陷的有效手段。针对传统短时奇异值分解(STSVD)白噪声抑制方法存在的不足,文中提出了一种基于时域能量与自适应奇异值阈值的局放信号白噪声抑制方法。该方法利用自适应奇异值阈值估计策略对重构奇异值个数进行准确估计,并在此基础上结合时域能量准则仅对局放脉冲区域进行去噪处理,从而极大地提升了算法的执行效率。对仿真和实测含噪局放信号进行处理,并将去噪结果与现有的自适应奇异值分解(ASVD)、传统STSVD及小波变换去噪结果进行对比。研究结果表明：相比于ASVD、小波变换去噪方法,文中所提去噪方法能够取得更好的去噪效果,去噪后波形误差更小;相比于传统STSVD,文中所提方法能够有效解决去噪后存在的毛刺干扰问题,且计算速率更快。