[发明专利]一种基于希尔伯特-黄变换和专家系统的鉴相方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于希尔伯特‑黄变换和专家系统的鉴相方法及装置，对待测电压信号进行经验模态分解，采用希尔伯特变换求取已分解的固有模态函数的瞬时幅值、相位和频率，从而确定待测电压信号的基波瞬时相位；为了实现自动鉴相，建立了专家系统对所测相位差进行自主分析，从而确定所述多路待测电压信号的相序相位关系；能显著提高核相精度及核相效率，减少现场工作人员的工作量，提高电网智能化水平。

技术领域

本发明涉及一种基于希尔伯特-黄变换和专家系统的鉴相方法及装置，属于电气工程技术领域。

背景技术

新发电厂并网，新变电站投产前，输变电工程扩建、改造或主设备大修后，竣工投运现场经常要做核相试验，核相包括核对相序和核对相位。相序不正确将造成发电机无法并网，电动机反转等严重事故，造成巨大生命财产损失。相位作为周期信号的三要素之一，其精确检测对于核相工作具有重要意义。

目前，常用的相位检测方法包括过零检测法，波形变换法，瞬时值法等。过零检测法的缺点是当被测信号频率波动时精度较低，误差大，不适合电力信号的相位检测；波形变换法的缺点是对硬件要求特别高，需要滤波变换等多个过程，检测准确度较低；瞬时值法中最常用的是离散傅里叶变换法(DFT)，该算法实现方便且无需整流滤波环节，但DFT存在频谱泄漏问题，受电网频率波动和采样频率不匹配的影响会导致误差较大，且不具备时域分辨率，不能反映信号瞬时频率随时间的变化情况，因而仅适用于分析平稳信号。

现阶段，核相工作大多采用多人协调配合、多次测量、人工对电压进行比对的方式，工作量大且效率低下。而且当核相发现问题时，往往需要试验人员依据自身经验进行分析判断，这不仅潜在地增加了工作人员的工作强度，降低了工作效率，对工作人员的技能水平要求较高，对存在问题判断也较为困难，存在潜在的出错风险。

通过以上分析，可以发现现有的核相方法及装置精度较差，效率低下，不够智能化。基于此，有必要提出一种精度高、适用范围广、智能化的鉴相方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于希尔伯特-黄变换和专家系统的鉴相方法及装置。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于希尔伯特-黄变换和专家系统的鉴相方法，包括以下步骤，

步骤1，对任意给定的多路待测电压信号进行采样；

步骤2，对多路采样信号进行希尔伯特-黄变换，得到多路待测电压信号的瞬时幅值、相位和频率；

步骤3，根据预设的专家系统进行智能匹配，实现多路待测电压信号相序相位关系的自动鉴定。

步骤1的具体过程为，

S11，预设核相参数；

S12，引入任意给定的多路待测电压信号；

S13，对任意给定的多路待测电压信号进行采样，得到采样信号。

3、根据权利要求2所述的一种基于希尔伯特-黄变换和专家系统的鉴相方法，其特征在于：核相参数包括待核相数n、电压等级U、最大允许电压误差K_U以及最大允许相位误差

步骤2的具体过程为，

S21，对采样信号信号进行经验模态分解得出一列本征模态函数；

S22，对本征模态函数进行希尔伯特变换，得到对应待测电压信号的瞬时幅值、相位及频率。

S21的具体过程为，