[发明专利]一种基于TLS-ESPRIT电力信号扰动分析方法

说明书

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于TLS‑ESPRIT电力信号扰动分析方法，包括谐波间谐波检测、仿真实验、实际数据分析和结论步骤，谐波间谐波检测包括构建信号数学模型和子空间提取，子空间提取通过具有最小范数的扰动信号干扰信号子空间，减少信号子空间中噪声的影响，子空间提取可以同时修正两个子空间中存在的噪声，进一步提升计算的精确度；仿真实验包括仿真信号计算和matlab仿真环境模拟。本发明专利方法结合总体最小二乘法和子空间旋转不变性实现了电力信号扰动的检测，通过仿真分析证明该算法精确有效，实现过程简单，运算量小。通过对实际数据的分析证明了该算法的可行性，在实际电力信号干扰处理中具有应用前景。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于TLS-ESPRIT电力信号扰动分析方法。

背景技术

电力系统中的正常电压和电流信号应为标准正弦波。但由于各种信号扰动，理想状态的电压、电流信号在供电系统中较难维持，使电网中的电流和电压波形畸变较多。受干扰的电流和电压信号主要包括两部分，基波分量和谐波分量，基波分量是指具有与电力系统提供的电压频率相同的电压频率的正弦信号。谐波分量是指正弦信号，其频率是电源系统提供的电压频率的整数倍。此外，在某些环境中，非整数谐波信号可能出现在电气负载中。

因此，通过使用新算法，精确谐波和间谐波参数的分析为谐波和间谐波的分析和控制提供了可靠的保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种基于TLS-ESPRIT电力信号扰动分析方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于TLS-ESPRIT电力信号扰动分析方法，包括谐波间谐波检测、仿真实验、实际数据分析和结论步骤，所述谐波间谐波检测步骤包括构建信号数学模型和子空间提取，子空间提取通过具有最小范数的扰动信号干扰信号子空间，减少信号子空间中噪声的影响，子空间提取使用两个干扰来干扰相邻信号子空间并将扰动范数的平方和保持为最小，子空间提取可以同时修正两个子空间中存在的噪声，进一步提升计算的精确度；所述仿真实验步骤包括仿真信号计算和matlab仿真环境模拟。

进一步地，所述信号数学模型为x(n)＝As(n)+u(n)，其中s(n)是一个初始信号，不会添加任何噪声并包含分谐波信号，含有P次谐波信号，u(n)为高斯白噪声，其中ω_k为角频率，为初始相位，a_k为幅值。

进一步地，所述仿真信号的数学公式为：

x(t)＝0.08cos(2π×30t)+0.8cos(2π×50t)+0.3coscos(2π×170t)+0.1cos(2π×250t)+0.07cos(2π×350t)+δ(t)

其中δ(t)为高斯白噪声，信噪比SNR＝30dB，以1280Hz的频率采样，其基波幅度为0.8；谐波频率为250Hz和350Hz，相应的幅值分别为0.1和0.07；间谐波频率为30Hz和170Hz，相应的幅值分别为0.08、0.3。

进一步地，所述matlab仿真环境模拟采用最小二乘法用于求解信号子空间并检测谐波频率幅度，得到的实验结果。

进一步地，所述实际数据分析步骤利用电能质量分析检测仪提取出电流数据，利用TLS-ESPRIT算法对采样数据进行分析，所述分析仪的采样频率为6400Hz。

与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：

本发明的基于TLS-ESPRIT电力信号扰动分析方法，结合总体最小二乘法和子空间旋转不变性实现了电力信号扰动的检测，通过仿真分析证明该算法精确有效，实现过程简单，运算量小。另外，通过对实际数据的分析证明了该算法的可行性，在实际电力信号干扰处理中具有应用前景。

附图说明