希尔伯特变换与小波去噪提高暂态电能质量扰动检测与定位精度.pdf

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1、第28卷第19期农业工程学报v01．28No．191502012年10月TraIlsactionsofmeChineseSociet)rofAgricultIlralEnginee渤goct．2012希尔伯特变换与小波去噪提高暂态电能质量扰动检测与定位精度许童羽，朴在林，陈春玲‘(沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳110866)摘要：在噪声污染严重情况下实现暂态电能质量扰动准确定位非常困难，该文提出了一种将希尔伯特．黄变换与小波去噪相结合的新方法来解决这一难题。该方法首先利用希尔伯特移相处理信号，获得含

2、噪声的扰动信号包络，再利用小波去噪方法去除噪声信号，从而获得可准确定位扰动起止时刻的扰动信号，并通过扰动定位算法实现扰动起止时刻定位。算例表明，该方法在噪声较高的情况下可替代提升小波方法实现准确定位，通过比较，这种先提取、后去噪的方法比先去噪、后提取的方法定位精度高、稳定性好，该研究可为电力系统故障诊断及暂态保护提供参考。关键词：噪声污染，定位，小波变换，暂态电能质量，希尔伯特．黄变换(HHT)，检测与定位doi：10．3969巧．issn．1002—6819．2012．19．020中图分类号：TM743

3、文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一19—0150—06许童羽，朴在林，陈春玲．希尔伯特变换与小波去噪提高暂态电能质量扰动检测与定位精度[J]．农业工程学报，2012，28(19)：150一155．xuTong”，Piaozailill，ChenCbunling．Impr0Vingdetectionandlocationaccuracyfortransientpowerqual时distIⅡbancebasedonHHTaIldwaveletdenoising[J】．TraIlsact

4、ionsofmeChineseSociet)rofAgriculturalEngineemg(TransactionsoftlleCSAE)，2012，28(19)：150一155．(inChinesewithEn91ishabstract)O引言由于电力系统中非线性、冲击性负荷的不断增加，暂态电能质量扰动污染问题受到人们日益重视，如电压骤升(降)、电压中断等。实现对这些暂态扰动信号快速的有效检测和定位，是电力系统故障诊断及暂态保护的基础和依据。由于电力系统结构复杂，负载多变，运行环境往往并不理想【l‘6

5、】，系统中总会存在不同程度的噪声污染，噪声是引起检测定位误差的一个主要原因。因此，如何有效降低噪声对检测的干扰就显得特别重要。当前电能质量检测的难点是对受噪声干扰比较严重的暂态电能质量扰动的检测与定位，关于这一点本文作者在文献[7]中已做初步探讨。目前常用的小波变换检测方法在时域、频域同时具有良好的局部化特性，对信号的奇异点非常敏感，适用于时变的非平稳信号的检测与分析【8‘12]。国内外电力工作者在小波去噪方面也做了大量研究[13．211。小波变换在噪声较大的情况下会产生许多伪极值点，若先收稿日期：201

6、2．03一07修订日期：2012一06．28基金项目：辽宁省教育厅科学研究一般项目(L2012250)作者简介：许童羽(1967一)，男，辽宁省，副教授，博士，主要从事电力信息化研究。沈阳沈阳农业大学信息与电气工程学院，110866。Email：yatongmu@163．com小波去噪容易造成突变点被削弱，掩埋于伪极值点中，造成检测困难。文献绝大多数只研究没有噪声的小波电能质量检测与定位，或单独研究小波丢噪，还少见研究小波去噪后暂态扰动起止时间定位准确性问题。希尔伯特．黄(HHT，HilbertHuang

7、transfo姗)变换是最新发展起来的处理时变的非平稳信号的时频分析方法。HHT通过对电力信号进行经验模态分解(empiricalmodedecompos“ion，EMD)及Hilbert变换，把基波信号从电力信号中分离出去，从而动态提取扰动信号包络，扰动信号包络直观反映扰动信号变化趋势、扰动的起止时刻和持续时间【22-301。在噪声污染较严重的环境下实现较高精度的暂态电能质量扰动定位，是提高电能质量监测与治理水平的重要目标之一。本文针对受噪声污染的暂态电能质量扰动信号，提出一种先Hilbert变换后小波

8、去噪的快速、准确的检测定位方法。首先利用Hilbert变换快速提取扰动信号包络，然后再利用小波变换对信号包络进行去噪处理，对去噪后的信号包络提取暂态电能质量扰动发生的起止时刻。以期可得到保留暂态电能质量扰动信号的局部特征，并且不受噪声的影响、鲁棒性好的新方法。第19期许童羽等：希尔伯特变换与小波去噪提高暂态电能质量扰动检测与定位精度1511基本原理1．1洲T方法原理HHT变换包括经验模态分解(EMD)和Hilbert变换2个部