[发明专利]一种自适应提取和降噪配电系统母线特征的方法和装置

说明书

本发明公开了一种自适应提取和降噪配电系统母线特征的方法，包括：获得直流母线电压信息和系统母线特性；采用三次样条插值拟合法，得到均值信息，将所述均值信息从直流母线电压信息中去除，迭代上述步骤，满足判据条件，停止迭代，得到特征信息，将特征信息从直流母线电压信息中去除；迭代上述步骤，直到直流母线电压信息满足终止条件后停止迭代，得到多个特征信息；采用阈值降噪法和S‑G滤波器对多个特征信息去噪，得到直流母线电压信息的多个去噪特征信息。采用该方法提取较高数据质量的特征信息。本发明还提供了一种自适应提取和降噪配电系统母线特征装置，利用该装置，可以准确地得到对于直流母线电压信息的多个去噪特征信息。

技术领域

本发明属于配电网监测技术领域，具体涉及一种自适应提取和降噪配电系统母线特征的方法和装置。

背景技术

随着光伏、风能等新能源的利用越来越多，以及汽车、照明等直流负载的日益增多，配电网的负载愈发复杂。对于配电网母线进行信息提取时，往往需要将不同源、负载的信息进行分离。

在现代电力系统中，电力电子设备的应用日益广泛，随之带来各种随机性、非线性、冲击性、波动性以及暂态性的电力信号，电力系统电能质量日益遭受越来越为严重的污染。

鉴于此，负载端(用户端)对供电可靠性和电能质量分析的要求也日趋增加。另一方面，电压异常信号的存在，给电力系统带来严重的不良影响。例如：伺服电机的不正常运行，减少电力设备的使用寿命，增加电能损耗，严重时可能导致供电故障等。

针对电力系统电压异常扰动信号问题，国内外对此进行了深入细致的研究工作，提出了众多提取特征信息的方法，如：傅里叶变换法、小波变换法、加窗傅里叶变换、S变换等，取得了一些效果的同时也存在一定不足之处。

基于傅里叶变换及其一系列改进的分析方法，存在一定的频谱泄漏现象和栅栏效应，只能分析平稳信号，对暂态和突变扰动信号往往采用加窗算法对其进行修正，然而窗函数的选取需要依据信号特点，窗函数选取的不适当可能会造成信号失真；基于小波变换的分析方法，在电能质量扰动处理方面得到较为广泛的应用，然而其极易受信号噪声影响，不适应对时域变化为主的扰动信号；S变换是一种新型的时频域分析方法，近年来在电力信号特征信息提取方面取得长足发展，然而其算法结构复杂，分析长信号时对系统硬件要求高。

传统的基于小波分析的信息特征提取方案需要明确基波函数信息，同时基波函数的选择决定了整个小波分析的结果好坏，但在配电网系统中，母线电压的基波函数是未知不固定的。因此，需要一种不需要做预先分析与研究，自适应的特征提取方法。

在局部放电试验中，采集的局部放电数据不可避免存在大量的白噪声，噪声主要来源于仪器操作或环境影响。这些低质量的数据会影响后续的数据处理，影响后续识别诊断的准确率等。因此常常需要对采集的大量局部放电数据进行去噪筛选，从而提升数据集质量。

目前，常用的去噪算法是小波变换算法。其中，小波变换算法具有良好的自适应性，它首先选用恰当的正交小波滤波器对利用傅立叶变换后的波谱作自适应性划分，然后提取具有紧支撑傅立叶谱的模态信号分量。但需要说明的是，由于小波变换算法受小波基选择的影响，因此其具有较大的局限性。

发明内容

一种自适应提取和降噪配电系统母线特征的方法，该方法能够自适应的有效去除噪音，提取较高数据质量的特征信息。

一种自适应提取和降噪配电系统母线特征的方法，包括：

S1：获得直流母线电压信息和系统母线特性，处理直流母线电压信息得到直流母线电压信息的极大值和极小值；

S2：采用三次样条插值拟合法，根据直流母线电压信息的极大值和极小值，得到均值信息，将所述均值信息从直流母线电压信息中去除；

S3：迭代S1，S2步骤，直到直流母线电压信息不存在负的局部极大值和正的局部极小值，停止迭代，得到特征信息，将特征信息从直流母线电压信息中去除；