基于时频自适应最优核分布理论的谐波检测方法

针对电能质量分析的现状,采用一种高分辨率的时频分析方法对谐波进行分析.该方法通过对时频平面内每一点计算模糊函数,获得时频最优核函数,并以此来抑制同时间点多分量信号引起的交叉项干扰,从而获得较高的时频分辨率.仿真结果表明,将该方法结合快速傅里叶变换检测谐波幅值,能够准确地检测出谐波各频率分量的时频分布特性和幅值大小.     

Cohen类时频分布比较及其在局部放电信号处理中的应用

系统地以参函数的角度介绍了6种典型的Cohen类时频分布。从理论和应用效果上分析了各分布的交叉干扰项衰减和时频分辨率性能。针对局部放电信号的非平稳性,展现了各分布在处理仿真和实际脉冲信号的应用效果。试验结果表明,平滑伪Choi-Williams分布(SPCWD)对局放脉冲非平稳信号引发的短时变化具有高度的敏感性,更为适合表征局放脉冲信号的时变信息。据此,可提取单个脉冲波形的时频特征参数、分析多个连续放电脉冲的时频变化,从而用于放电类型的模式识别以及深入研究绝缘系统中的局部放电机理。     

基于自适应最优核时频分布理论的间谐波分析新方法

间谐波是非整数倍基波频率的谐波信号,对电网的危害日益严重,因此,准确地分析间谐波的特征对电力系统具有十分重要的意义。提出一种基于自适应最优核时频分布理论的间谐波分析新方法。自适应最优核时频分布理论是一种现代信号处理方法,它是采用非线性变换处理非平稳信号的时频分析方法。文章首先对信号求取模糊函数,并在模糊域采用自适应最优高斯核函数来抑制交叉项,然后求模糊函数的二维傅里叶变换,从而得到仅有自项分量的时频分布。该法用于多分量、时变的含有间谐波的信号分析,具有很好的时频聚集性,强自适应性和抗噪声性能,且不受交叉项的影响,时间–带宽积几乎可以达到Heisen-berg不确定性原理给出的下界。仿真结果表明了该方法的有效性。     

重排Cohen类时频分布用于GIS局部放电声信号时频分析

为了完整描述气体绝缘组合开关(gas insulated switchgear,GIS)在发生局部放电时信号的时频域信息,介绍了Cohen类双线性时频分布并针对交叉干扰项影响无法完全消除的问题进行了重排时频变换以提取及分辨含有白噪声和窄带周期干扰的局部放电信号。处理仿真和现场检测到的局部放电超声信号时根据白噪声和窄带周期干扰信号在时域上的平稳性特性发现重排Cohen类时频变换方法不仅可以很好地将局放信号和背景噪声以及窄带周期干扰信号分辨开来,而且大大减弱并抑制了交叉干扰项的影响,保持了更高的时频分辨率和时频聚集性,从而验证了重排Cohen类时频变换方法的有效性。     

基于多级EEMD和WVD分布的谐波/间谐波检测方法

为了有效抑制多种噪声和准确检测谐波/间谐波频率,提出了基于多级集合经验模态分解(EEMD)和Wigner-Ville分布(WVD)的谐波/间谐波检测方法。利用白噪声的幅值可调性,对含有噪声的检测信号进行多级EEMD分解,平滑脉冲干扰和削弱白噪声的同时,得到了一组固有模态函数(IMF)分量,对每个IMF进行WVD计算,可准确检测出谐波/间谐波频率,有效抑制了交叉项和噪声干扰。采用最小二乘算法估计各频率分量的幅值,实现了噪声背景下的谐波和间谐波检测。仿真结果验证了该方法的可行性与有效性。     

利用重排分布理论的GIS局放信号时频分析

为了在时频域上更好地分析气体绝缘组合开关(gas insulated switchgear,GIS)设备的局部放电信号,介绍了2种经典的Cohen类和仿射类时频分析方法并针对该两种时频分析方法无法消除交叉干扰项的问题,又引入了一种基于信号重排理论的方法,对Cohen类和仿射类时频分析方法进行重排变换,以降低交叉干扰项的影响,提高信号时频聚集性和可读性。最后,将该重排时频变换方法应用于GIS局部放电信号时频分析中,用于抑制现场噪声干扰,提取局放脉冲发生的时间和频率信息。通过对仿真和现场采集的局放信号进行时频分析处理,发现经重排变换后的Cohen类和仿射类时频分析方法,可以获得更佳的时域和频域分辨率,验证了重排方法的有效性。     

基于LabView的间谐波检测

本文在调用MathScript节点检测间谐波的基础上,提出了一种利用LabView软件自带的函数和控件编程来实现间谐波检测的方法,此方法有效避免了程序调用外部MathScript节点而导致运行时间难以控制的问题,能够准确的检测出了间谐波的成分含量,其检测结果受频谱泄漏和非同步采样的影响较小,提高了测量结果的准确性。     

基于改进单通道FastICA的谐波与间谐波检测

针对电力系统谐波污染及间谐波难检测问题,提出一种基于单通道独立分量分析的谐波检测算法。该算法在不需要任何先验知识的前提下,对一路电力系统混合信号进行循环平移处理构造出多路信号,然后通过主分量分析法对多路信号进行降维处理,再利用快速独立分量分析(FastICA)对谐波及间谐波各个成分进行分离,利用K均值算法根据各分量频谱进行聚类,还原到观测域对同类信号求平均值得到各谐波分量,最后分别估计各谐波分量的参数。在此基础上,针对FastICA分离出的信号有畸变问题,提出改进的FastICA算法以提高分量估计的稳定性和有效性。仿真结果表明只要各谐波分量在频谱上是合理分离的,该算法就能有效地提取出各谐波和间谐波分量。同时,改进FastICA算法具有更高的稳定性,有效性和准确性。     

基于最小二乘法和时频原子变换的谐波/间谐波测量算法

提出了最小二乘法与时频原子变换相结合的谐波/间谐波测量方法。应用最小二乘法对整个测量频段扫频,获取谐波/间谐波分量的个数和大致频率。依次对各个分量跟踪配置时频原子变换对应的带通滤波器,精确测量其频率和幅值。时频原子变换是具有自适应复带通滤波特性的新型时频分析方法,其频窗宽度与频窗中心相互解耦,可以灵活调整而不受窗函数中心频率的限制。通过构造频窗互不交叉的复带通滤波器来抑制频率邻近分量之间的干扰,同时能在非同步采样条件下抑制基波频率波动对测量精度的影响。仿真结果表明该方法具有测量精度高、计算量小、抗噪性能好等优点。     

三种基于WVH变换的间谐波测试算法的分析和比较

间谐波除了造成与谐波相同的危害外还体现出时变性,基于时频分布思想下的维格纳-威尔分布(WVD)、伪维格纳-威尔分布(PWVD)、平滑的伪维格纳-威尔分布(SPWVD),虽然能够很好地解决电力系统中间谐波时域和频域的对应关系问题,但有不可避免的交叉项,在采用霍夫变换以后间谐波信号能够被清晰地提取;经过对三种方法的比较可以得到基于平滑的伪准格纳-威尔分布的霍夫变换(SPWVH)为比较理想的间谐波提取和测试方法。     

基于时频分布的电能质量交叉扰动检测

针对电能质量扰动信号非平稳、交叉性的特点,提出一种基于Wigner-Ville分布(Wigner-Ville distribution,WVD)交叉电能质量扰动检测的方法。利用WVD的时间边缘特性和频率边缘特性,能精确估计平稳信号中谐波和间谐波成分的幅值和频率信息;对电压骤降和谐波交叉出现的情况,利用WVD及其改进算法也能较精确估计出谐波、间谐波的幅值与频率,以及电压骤降的起止时间和电压骤降后的基波电压幅值。     

间谐波高精度检测新方法

提出基于改进的TLS-ESPRIT的间谐波检测新方法.TLS-ESPRIT是子空间估计方法中的一种,直接采用该法分析多重极点信号时会因受噪声的影响而得不到完全相等的多重极点.应用多重极点恢复的方法对其进行改进可得到精确的实际频率,应用多项式拟合的方法进行幅值估计的改进可得到高精度的幅值检测.分别针对间谐波数值仿真信号、调幅信号及电弧炉电流作间谐波分析,结果表明:该方法抗噪声能力强、检测精度高,尤其对时变性较强的调幅性间谐波信号具有强适应性.     

基于频域滤波的间谐波在线检测算法

在线实时检测谐波、间谐波的幅值和相位等参数是改善电网电能质量的基础,而在线检测技术的关键是计算速度和精度.针对基波和谐波对间谐波频谱泄漏的影响,提出一种基于频域滤波的间谐波在线检测算法.该算法将信号分为基波、谐波与间谐波,先采用双峰谱线修正算法计算出谐波及基波参数,并在频域将谐波以及基波信号滤除,消除其对间谐波的频谱干扰后,再进行间谐波检测.该算法在保证测量精度的基础上,只需计算1次FFF（fast Fourie transform）,显著降低了算法所需的计算量,易于在电能质量实时在线监测装置中应用.在Matlab中比较了不同采样周期下的普通双峰谱线修正算法、基于时域和频域滤波的改进算法,验证了所提出算法的精度和计算速度.     

基于TLS-ESPRIT算法和支持向量机的间谐波检测

由于间谐波具有在频域广泛分布、幅值相对于基波和谐波较小、周期难以确定等特点,因此间谐波的检测难度很高,要求能够尽量限制非同步采样对检测精度的影响。现代谱估计算法由于对同步采样没有要求,频率分辨率高等特点被广泛地用于电力系统谐波与间谐波检测中,由于其只能准确的估计信号的频率,不能很好的估计信号的幅值和相位,在实际应用中受到很大限制,而支持向量机如果要准确的估计信号的频率、幅值和相位,计算量很大。基于以上特点,将支持向量机(SVM)与总体最小二乘旋转不变(TLS-ESPRIT)算法结合起来,先用TLS-ESPRIT算法准确估计信号频率分量,再用支持向量机方法估计信号的幅值和相位,通过三个算例分别讨论了该方法在相邻信号、多信号等情况下的检测情况,证明该方法切实可行,能准确检测出间谐波的各种参数,并且比单独使用支持向量机计算量小。     

基于时频平面脊信息提取的电能质量扰动检测

针对目前电能质量扰动检测方法的局限性,提出了一种基于时频平面脊信息提取的电能质量扰动检测识别新方法。该方法首先基于自适应最优核时频分布理论得到电能质量扰动信号的时频分布,然后提取了时频平面脊信息和基频脊幅值;结合时频平面的脊信息和基频幅值有效实现了对各种电能质量扰动的检测与识别。仿真测试结果表明:该方法表现出很高的时频聚集性,且不受交叉项的影响,清晰地刻画出各种扰动的时频分布特征,快速、准确地实现了各种电能质量扰动的检测与识别。     

基于间谐波泄漏估算的谐波间谐波分离检测法

某次谐波附近存在间谐波时,信号会发生闪变.本文以IEC61000-4-7推荐的测量环境为前提,提出了一种频谱分离法用于检测谐波及引起闪变的主导间谐波.首先研究了同步采样下谐波、间谐波之间的频谱干扰特性;根据间谐波离散频谱泄漏的特点,利用谐波频点左右谱线,通过变量重组,估算其在谐波频点上的泄漏值;用泄漏值修正原始频谱得到...     

基于TDA-ESPRIT的电力系统间谐波检测

提出结合了时域平均技术(Time-Domain Averaging, TDA)的旋转不变原理的信号参数估计(Estimation on Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques, ESPRIT)法,有效提高了计算效率,仿真结果表明,其计算精度也在可以接受的范围内。     

基于时-频能量群的非稳态谐波检测方法的研究

电力系统中稳态谐波常用的分析方法是FFT,然而FFT并不适合分析非稳态谐波。针对非稳态谐波的频谱具有一定带宽的特点,文中提出了一种基于小波包时-频能量群的检测新方法。该方法采用改进的小波包滤波器组结构,对非稳态谐波进行小波包时-频分解,使非稳态谐波在不同的时间间隔内分解到不同的频带中,得到信号的小波包时-频能量群。通过对小波包时-频能量群的检测,完成各时间间隔内的非稳态谐波分析。为了验证新方法的准确度,文中通过实验平台产生了谐波电压凸起、中断、高频扰动、暂态振荡和暂态脉冲5种典型的非稳态谐波,对新方法进行了测试,分析结果表明新方法适合分析多种典型的非稳态谐波。