[发明专利]一种基于加窗插值短时傅里叶变换的电压闪变检测方法

说明书

本发明公开了一种基于加窗插值短时傅里叶变换的闪变识别方法，该方法主要步骤为：第一，对电压信号进行离散采样，获得N点采样序列U(n)；第二，应用布莱克曼哈里斯‑三角卷积窗对采样序列U(n)加权并进行短时傅里叶变换，获得信号的幅值矩阵P(i,j)；第三，应用多项式拟合法，求出矩阵P(i,j)每列的幅值表达式yj(k)；第四，根据表达式yj(k)，计算电压信号包络频率fm(j)；第五，根据包络幅值ymax(j)与包络频率fm(j)，提取特征量V1、V2、V3、V4、V5、V6；第六，应用特征量V1、V2、V3、V4、V5，计算信号闪变系数T，并与V6对应的阈值对比，给出检测结果。该方法以加窗插值短时傅里叶变换为基础，提取特征量，计算简单、提取特征量少且识别率高，可满足电力系统闪变快速检测的要求。

技术领域

本发明属于电力系统故障分析技术领域，涉及一种基于加窗插值短时傅里叶变换的电压闪变检测方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，电力需求持续增加，大型发电厂以及远距离、大规模输电网络加速建设，使电网系统易受扰动影响；加之各种电力电子设备的使用以及冲击性与非线性负荷，出现了闪变、电压暂降、电压暂升、电压波动、谐波、电压缺口、脉冲与振荡暂态干扰等一系列问题，直接影响电能质量和电网运行的安全性、稳定性。闪变是人眼对电压波动造成灯光照度不稳定的视感反应，是电能质量的重要参数，是导致电气设备故障与失效的重要原因。随着电力系统非线性、冲击性负荷的增加，电网电压波动与闪变日趋严重，给工业生产和社会生活造成严重影响。1994年，国际电工委员会(IEC)根据现代供用电系统运行情况，将电压波动和闪变列为衡量电能质量的重要指标。中国于2000年制订了《GB12326-2000电能质量电压允许波动和闪变》。近年来，电压波动和闪变检测识别方法逐渐成为国内外研究热门。但由于IEC仅给出了衡量闪变强弱量值的检测原理框图，并未对框图实现进行明确说明，各国学者运用该框图实现短时间闪变值Pst、长时间闪变值Plt的计算方法各异。但目前的闪变检测识别方法存在计算过程复杂、运算量大和识别率低等缺陷，难以满足电压闪变检测要求。

本发明提出的方法，克服了传统闪变检测方法计算过程复杂、计算量大和识别率低的缺陷。采用加窗短时傅里叶变换，可快速得到电压信号的时频分析结果，根据信号时频矩阵，利用插值法获得包络幅值与包络频率，然后提取特征量并计算闪变系数，将闪变系数与阈值对比，即可得到检测结果。本方法计算过程简单，提取特征量少且识别率高，为电力系统闪变检测提供了一条有效的途径。

发明内容

本发明提出的一种基于加窗插值短时傅里叶变换的电压闪变检测方法，克服了传统闪变检测方法计算过程复杂、计算量大和识别率低的缺陷。采用加窗短时傅里叶变换，可快速得到电压信号的时频分析结果，根据信号时频矩阵，利用插值法获得包络幅值与包络频率，然后提取特征量并计算闪变系数，将闪变系数与阈值对比，即可得到检测结果。本方法计算过程简单，提取特征量少且识别率高。