基于小波变换和支持向量机的电能质量扰动识别.pdf

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1、研究与开发基于小波变换和支持向量机的电能质量扰动识别陈华丰乔磊柳双林(西南交通大学电气S-程学院，成都610031)摘要电能质量扰动识别时，采用小波变换提取能量分布特征时小波分解层数通常缺乏理论依据，且采用支持向量机(SVM)分类时训练样本通常只含某一种信噪比(SNR)的噪声。针对以上两个问题，利用小波变换对电能质量扰动信号进行多分辨率分析时，根据扰动信号的采样率来确定小波分解层数，提取小波能量分布差特征作为SVM的输入向量，减少了计算量和特征维数：采用信噪比在较大范围内分布较均匀的训练样本来训练SVM，增强了SVM的范化能力。仿真实验表明，该方法提高了电能质量扰动识别准确率

2、；在20dB噪声条件下，该方法对6种电能质量扰动的识别准确率仍达到95．20％。关键词：电能质量；扰动识别；小波变换；能量分布；支持向量机PowerQualityDisturbancesIdentificationUsingDecisionTreeandSupportVectorMachineChenHuafengQiaoleiLiuShuanglin(SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031)AbstractIntheprocessofpowerqualitydisturb

3、ancesidentification，thewaveletdecompositionlevelusuallylacktheoreticalbasiswhenusingwavelettransformtoextractenergydifferencedistributionfeaturesandtrainingsamplesforsupportvectormachine(SVM)areusuallyinoneconditionofsignal‘noiseratio(SNR)．Fortheabovetwoquestions，thewaveletdecomposionleveli

4、sdecidedbvsignalsamplingratewhenusingwaveletdoingmulti—resolutionanalysiswhichreducesthecalculation，timeandthenumberofcharacteristicdimensionthentheextractedenergydistributionfeaturesareused，astheinputvectorofSVMtotrainaSVMbasedclassifier；UniformSNRdistributionisemployedfortrainingsamplesan

5、denforcesthegeneralizationabilityofSVM．Thesimulationresultsindicatethatthisimprovedmethodcanaccuratelyclassify6typesofPQdisturbancesandtheaccuracycanstillreach95．20％eventheSNRis20dBKeywords：powerquality；disturbancesrecognition；wavelettransform；energydistribution；supportvectormachine随着工业的发展，

6、大量非线性、冲击性和不平行变换提取出有效的分类特征，特征提取方法有时衡负荷在电力系统中投入使用，带来一系列电能质域、频域和时频域方法。时域分析方法主要分析以量扰动问题。电能质量扰动会导致设备过热、电机时域特征为主的信号，很难知道信号中含有的频率停转、保护失灵等后果，造成严重的经济损失和社分量；同理频域方法不能给出信号某种频率分量随会影响。对电能质量扰动的准确识别，能为电能质时间变化的情况。由于电能质量扰动信号绝大多数量的管理和治理提供辅助决策，可提高供电质量⋯。是非平稳信号，传统的FFT变换方法不能反映信号电能质量扰动的识别过程一般包括特征提取和的时变特征，即信号频率随时间变

7、化的情况，因此模式识别分类两个环节。特征提取是对原始信号进时频域分析方法l2]得到了广泛应用。常用的有短时14I电皇

8、{技术2013年第2期研究与开发傅里叶变换[”、小波变换[3_6]、和S．变换。STFT)=∑ai,j~／()(1)是在非平稳信号分析中应用得最广泛的方法之一。但是其窗口固定，因此其时频分辨率固定，要改变式中，i、J为整数，分别为伸缩因子、平移因子；其时频分辨率必须重新选择窗口。而小波变换克服a为离散小波变换系数；％)为小波函数。离散了STFT窗口固定的缺陷，具有变化的分辨率，在小波变换