[发明专利]一种基于KL距离的电能质量扰动分类方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于KL距离的电能质量扰动分类方法，属电能质量技术领域。

背景技术

电力市场环境下，电能质量扰动问题引起广泛关注，其分类识别问题也逐渐成为近年来电力系统研究领域的热点。电能质量扰动分类包括特征值提取、模型训练和分类三个过程。

目前，常用的特征值提取方法有小波变换、希尔伯特黄变换、S变换、数学形态学、瞬时无功功率理论和分形分析法等。其中小波变换已得到广泛应用，小波函数本身衰减很快，属于暂态波形，具有快速傅里叶变换和短时傅里叶变换无法比拟的优点。

其次，在分类器的选择上，常用的方法有模糊分类法、人工神经网络法、Fisher线性分类法、贝叶斯方法和支持向量机法等。其中，支持向量机在解决小样本、非线性及高维模式识别中具有较强的优势，适合电能质量扰动信号分类应用领域。

在分类的时候，主要分为训练和分类两大步骤。这两步都需要进行特征值提取。

（1）在训练的时候，将训练样本的特征值输入到支持向量机，这时，分类器会进行计算，得到分类器的训练模型参数。

（2）在分类的时候，提取待分类样本的特征值，输入到支持向量机，会自动计算得到分类结果。

发明内容

本发明的目的是，要提供一种基于KL距离的电能质量扰动分类方法，对正弦电压信号和扰动信号帧信号进行离散小波分解，计算两者概率分布距离作为分类器的特征值。方法实施简单，复杂度低，具有较高的分类正确率。

本发明的技术方案是：本发明是一种基于KL距离的电能质量扰动分类方法，包括特征值提取步骤、SVM模型生成步骤、扰动分类步骤。

本发明方法中的特征值提取部分包括以下步骤：

（1）对正弦电压信号、电压凸起信号、电压凹陷信号、电压间断信号、电压谐波信号、脉冲暂态信号、振荡暂态信号进行分帧处理。帧长为N,正弦电压帧信号用Vⁿ[i]表示，电压凸起帧信号用表示，电压凹陷帧信号用表示，电压间断帧信号用表示，电压谐波帧信号用表示，脉冲暂态帧信号用表示，振荡暂态信号用表示，其中1≤i≤N，，n为帧号索引。

（2）根据步骤（1）得到的电压帧信号，分别对每帧信号进行离散小波分解，提取第一级小波细节子带系数。正弦电压帧信号的小波细节子带系数用VDⁿ[j]表示，电压凸起帧信号的小波细节子带系数用表示，电压凹陷帧信号的小波细节子带系数用表示，电压间断帧信号的小波细节子带系数用表示，电压谐波帧信号的小波细节子带系数用表示，脉冲暂态帧信号的小波细节子带系数用表示，振荡暂态信号的小波细节子带系数用表示，其中1≤j≤N_D，，N_D为小波细节子带系数长度，n为帧号索引。

（3）根据步骤（2）得到的电压帧信号小波细节子带系数，计算其概率分布函数。正弦电压信号的帧信号小波细节子带系数概率分布函数用VDPⁿ[k]表示、电压凸起信号的帧信号小波细节子带系数概率分布函数用表示、电压凹陷信号的帧信号小波细节子带系数概率分布函数用表示、电压间断信号的帧信号小波细节子带系数概率分布函数用表示、电压谐波信号的帧信号小波细节子带系数概率分布函数用表示、脉冲暂态信号的帧信号小波细节子带系数概率分布函数用表示、振荡暂态电压信号的帧信号小波细节子带系数概率分布函数用表示，其中1≤k≤N_P，，N_P为概率分布系数长度，n为帧号索引。

（4）根据步骤（3）得到的电压帧信号小波系数的概率分布，分别计算正弦电压帧信号与不同电压扰动信号间的概率分布KL距离，距离计算采用如下公式：