[发明专利]基于极值点对称模式分解的电压闪变参数检测方法

说明书

本发明涉及一种基于极值点对称模式分解的电压闪变参数检测方法，结合极点对称模态分解理论和算法，给出具体的基于极点对称模态分解ESMD电压闪变参数检测步骤。首先用ESMD方法把电压闪变信号分解出单一频率的调幅波，然后用直接插值DI法求取各单一频率调幅波的瞬时幅值和瞬时频率信息。不仅克服了EMD方法的包络线过拟合与欠拟合现象,还能够在不添加噪声的情况下有效避免EMD方法在检测中出现的模态混叠现象，避免了EEMD方法的检测结果对选择的噪声依赖性较强的缺点。本发明在电压闪变参数检测中自适应分解能力强，检测精度高，实时性好，具有虚假模态少，瞬时幅频曲线端部失真小，波动小等优点。

技术领域

本发明涉及一种检测技术，特别涉及一种基于极值点对称模式分解的电压闪变参数检测方法。

背景技术

在能源互联网的背景下，电网的能源输入形式多样化，电网电能质量面临着的扰动问题更加复杂；其中各种大功率、冲击性、非线性负荷成为影响电能质量的主要来源；而基于微处理器的精密电子装置对电能质量的要求也越来越高；因此，社会对电能质量的要求也越来越高，电能质量监测管理的重要性就日益凸显。对电能质量准确及时的检测是其治理的前提。其中，闪变是最重要的电能质量扰动形式之一，闪变的分析与测量是电能质量检测与控制的关键，也是近年研究的热点。

目前国内外对谐波检测的研究，较多的集中在傅里叶变换、小波分析、经验模态分解EMD等方法。主要存在以下问题：①傅里叶变换仅是频域分析方法，无法给出谐波出现的具体时刻，且在检测过程中会出现“旁瓣”和“频谱泄露”等现象，难以实现非平稳信号分析未；②小波变换只适合线性、非平稳信号分析，且受到Heisenberg测不准原理束缚，存在小波基选择困难等问题；③EMD是一种非线性、非平稳信号时频分析方法，不需要基函数选择，根据信号的特征尺度进行自适应分解。但是经验模态分解方法存在一些问题，如包络线过拟合与欠拟合、端点效应、模态混淆现象等。

发明内容

本发明是针对现有的电力系统波动信号检测方法精度不高的问题，提出了一种基于极值点对称模式分解的电压闪变参数检测方法，首先对信号进行极点对称模态分解，得到一系列不同特征尺度的固有模态函数IMF，再对IMF分量进行直接插值得到各谐波瞬时幅值和瞬时频率信息。本发明在电压闪变参数检测中自适应分解能力强，检测精度高，实时性好，具有虚假模态少，瞬时幅频曲线端部失真小，波动小等优点。

本发明的技术方案为：一种种基于极值点对称模式分解的电压闪变参数检测方法，具体包括如下步骤：

1)对获取的电压信号进行去噪及离散化处理，去掉信号的高频噪声，得到预处理后信号；

2)用极点对称模态分解ESMD方法对所获取预处理后信号进行模态分解，得到各固有模态函数；

3)通过设定门限阈值，运用能量门限法的方法对步骤2)获得的模态函数进行虚假分量判断，对模态函数中信号进行能量计算，与门限阈值比较，大于门限阈值为真实分量，判断整理后得到真正的谐波成分M₁₁，M₁₂...M_1j，j为真正的固有模态数，且随j的增大谐波次数依次降低；

4)对步骤3)得到的各固有模态函数IMF分量，用直接插值DI方法求取其瞬时幅值曲线和瞬时频率曲线。

所述步骤2)具体步骤如下：

2.1)定义预处理后的电压为其中N为一个正整数，找出X中所有的局部极值点E_i，i＝1，2，…，n，n为局部极值点个数；

2.2)依次将相邻极值点用线段连接起来，找到线段中点F_i，i＝1，2，...，n-1，，并在最外的两个中点F₁，F_n-1外补充两个边界点F₀，F_n；