[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

摘要

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y_j(k)；第四，根据表达式y_j(k)，计算电压信号包络频率f_m(j)；第五，根据包络幅值y_max(j)与包络频率f_m(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。

主权项

1.一种基于加窗插值短时傅里叶变换的电压闪变检测方法，其特征在于：采用布莱克曼哈里斯-三角卷积窗对采样后的电压信号进行加权处理，然后进行短时傅里叶变换，利用短时傅里叶变换结果计算幅度矩阵，采用多项式拟合法计算电压包络频率、幅值，从而获得闪变检测结果，具体包括以下步骤：步骤一，对时域连续电压信号u(t)以采样频率fs进行采样，经过采样后得到N点离散采样序列U(n)，n＝0，1，2，…，N-1；步骤二，用长度为L、移动间隔为D的布莱克曼哈里斯-三角卷积窗w(n)，对电压信号离散采样序列U(n)加权，然后进行短时傅里叶变换，得到信号的短时傅里叶变换结果矩阵FSTFT(i,j)，计算信号幅值矩阵P(i,j)；步骤三，应用多项式拟合法，假设每列的幅值表达式为：其中y表示幅值，k为谱线位置，表示多项式系数，X表示拟合多项式的项数，根据信号的幅值矩阵P(i,j)，由最小二乘法计算得出步骤四，根据每列的幅值表达式，应用极值法求出包络幅值，即每列最大值ymax(j)及所对应的谱线，记为kmax(j)，根据公式fm(j)＝kmaxfs/L，求出信号的包络频率fm(j)；步骤五，根据包络幅值ymax(j)和包络频率fm(j)，提取特征量包络幅值均值V1，包络大幅值采样点数V2、包络小幅值采样点数V3，包络过小幅值采样点数V4和包络波动特征量V5，并计算闪变时长特征量V6；步骤六，应用特征量V1、V2、V3、V4、V5，计算信号闪变系数T，并与相应闪变时长特征量V6的基准信号闪变阈值Ts进行对比，其中阈值Ts是无扰动时频率为50Hz正弦信号计算结果；若T≥Ts，则判断为信号发生闪变，若T<Ts，则判断为信号未发生闪变。