一种基于改进HHT的电压闪变检测算法制造技术

技术编号:15503233 阅读:63 留言:0更新日期:2017-06-03 23:46
本发明专利技术公开了一种基于改进HHT的电压闪变检测算法,包括以下步骤:1)对采集到的离散电压信号,使用Hilbert变换方法提取电压包络信号;2)在经验模态分解(EMD)“筛选”步骤中,使用四点插值细分算法“分裂”出新的控制点供三次样条插值拟合包络线,以此方法对其进行优化;3)使用改进的EMD对电压包络信号进行分解,从而分解出一组固有模态分量(IMF),对分解出的一组IMF分量分别使用Hilbert变换方法提取出闪变幅值和闪变频率参数。本发明专利技术有效克服了EMD产生的IMF分量不理想而增大参数检测误差的问题,获得精度更高的参数检测结果。

A voltage flicker detection algorithm based on improved HHT

The invention discloses a voltage flicker detection based on improved HHT algorithm, which comprises the following steps: 1) of discrete voltage signal acquisition to the extraction voltage envelope signal using Hilbert transform method; 2) on empirical mode decomposition (EMD) \screening\ step, using four point interpolation subdivision algorithm \a new control point for the three spline interpolation fitting envelope, to optimize this method; 3) using the improved EMD decomposition of the voltage signal envelope, to decompose a set of intrinsic mode functions (IMF), respectively, using Hilbert transform method to extract the flicker amplitude and flicker frequency parameters of decomposition a group of IMF components. The invention effectively overcomes the problem that the IMF component produced by the EMD is not ideal and increases the parameter detection error, and obtains the higher accuracy parameter detection result.

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进HHT的电压闪变检测算法
本专利技术涉及一种基于改进HHT的电压闪变检测算法,属于信号处理

技术介绍
电网中分布式电源的大量接入以及各种非线性、冲击性和波动性负荷的投入,加剧了电网中的电压波动,电网中的电压闪变频繁出现,给工业生产和社会生活造成严重影响。供用电企业都希望检测到准确的电压闪变参数,从而有针对性地加装补偿设备进行电压闪变治理,以改善电能质量。近年来,电压波动和闪变检测问题已逐渐成为研究热点,IEC给出了衡量闪变强度值的检测原理框图,学者们根据框图提出了多种计算短时闪变、长时闪变的计算方法,但这些方法不适用于时变电压闪变信号的检测。目前常用的闪变检测方法主要有平方解调法、小波变换法,FFT分解法、Hilbert变换法和S变换法等等。小波包分析与拟同步检波的方法虽可提取电压闪变包络、高频细节以及突变时间,但如何选择合适的小波基仍需进一步研究。FFT方法检测闪变信号得到广泛使用,但对于闪变频率非FFT频率分辨率整数倍的闪变信号,采用FFT方法会产生栅栏效应,从而影响结果的准确性。Teager能量算子对电压闪变信号进行辨识,此方法对低频部分的闪变信号具有较高的辨识准确度,但对高频部分闪变信号,辨识准确度却较低。原子分解法检测电压闪变信号,其检测参数的准确度较高,但是计算量大,运行时间较长。Prony与Hilbert相结合的电压闪变检测方法,选择基于Hilbert变换的算法对电压波动信号进行检测,引入扩展Prony算法估计出信号频率参数,但抗噪能力不理想。HHT电压闪变检测方法方法中的经验模态分解(EMD)存在着模态混叠以及端点飞翼现象,使得分解出的IMF分量不理想,严重影响了闪变参数检测的准确度。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于,克服现有技术中的不足,提供一种改进HHT的电压闪变检测算法,提高检测出的闪变参数准确度。本专利技术所采用的技术方案是:一种基于改进HHT的电压闪变参数检测算法,包括以下步骤:1)对采集到的离散电压信号,使用Hilbert变换方法提取电压包络信号;2)在EMD“筛选”步骤中,通过使用四点插值细分算法“分裂”出新的控制点供三次样条插值拟合包络线的方法对其进行改进;3)使用改进的EMD对电压包络信号进行分解,随后对分解出的一组IMF分量分别使用Hilbert变换方法提取出闪变幅值和闪变频率参数。本专利技术进一步设置为:所述步骤1)中的提取电压包络信号a(t)的Hilbert变换方法,具体为,(1)(2)式中:X(t)为提取的电压信号,Y(t)为X(t)的Hilbert变换,*表示卷积;t表示时间;τ表示积分分量。本专利技术进一步设置为:所述步骤2)中的使用四点插值细分算法“分裂”新的控制点,从而对EMD“筛选”步骤进行改进,具体为,给定控制点,k=0,1,2…n,其中i表示控制点的序列号,k表示控制点的层数;当k=0时,为初始层控制点;根据下列细分规则,求出第k+1层的控制点;(3)其中ω为张量参数,一般取其为1/16时,拥有最佳的Holder正则性;为使细分迭代层数可控,可对控制点的总个数进行限制,具体个数视实际情况而定。本专利技术进一步设置为:所述步骤3)中的Hilbert检测IMF分量中的闪变幅值a1(t)和闪变频率f(t),具体为,(4)(5)(6)式中,θ(t)为闪变信号相位,X(t)为提取的电压信号,Y(t)为X(t)的Hilbert变换。与现有技术相比,本专利技术具有的有益效果是:本文提出了一种改进HHT的电压闪变参数检测方法,通过四点插值细分算法“分裂”更多的控制点供三次样条插值算法拟合包络线,使包络线的过包络与欠包络问题得到缓解,优化了EMD的“筛选”过程,使EMD分解的IMF分量更加理想,从而最终提升了电压闪变参数的检测准确度。附图说明图1为算法流程图;图2为改进HHT算法中EMD的流程图;图3为四点插值细分算法分裂图;图4为EMD提取包络线对比示意图。具体实施方式下面结合说明书附图,对本专利技术作进一步的说明。如图1-4所示,本专利技术提供一种基于改进HHT的电压闪变检测算法,包括以下步骤:1)对采集到的离散电压信号,使用Hilbert变换方法提取电压包络信号a(t),具体为,(1)(2)式中:X(t)为提取的电压信号,Y(t)为X(t)的Hilbert变换,*表示卷积;t表示时间;τ表示积分分量。2)通过使用四点插值细分算法“分裂”新的控制点,从而对EMD“筛选”步骤进行改进,具体为,给定控制点,k=0,1,2…n,其中i表示控制点的序列号,k表示控制点的层数;当k=0时,为初始层控制点;根据下列细分规则,求出第k+1层的控制点;(3)其中ω为张量参数,一般取其为1/16时,拥有最佳的Holder正则性;为使细分迭代层数可控,可对控制点的总个数进行限制,具体个数视实际情况而定。3)使用改进的EMD对电压包络信号进行分解,随后对分解出的一组IMF分量分别使用Hilbert变换方法提取IMF分量中的闪变幅值a1(t)和闪变频率f(t),具体为,(4)(5)(6)式中,θ(t)为闪变信号相位,X(t)为提取的电压信号,Y(t)为X(t)的Hilbert变换。本专利技术的创新点在于,针对应用HHT算法进行电压闪变参数检测过程中EMD分解出的IMF分量不理想而导致检测准确度不高的问题,本文提出了一种采用四点插值细分算法对HHT进行改进的电压闪变参数检测方法。通过四点插值细分算法“分裂”更多的控制点供三次样条插值算法拟合包络线,使包络线的过包络与欠包络问题得到缓解,优化了EMD的“筛选”过程,使EMD分解的IMF分量更加理想,从而最终提升了电压闪变参数的检测准确度。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本专利技术不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理,在不脱离本专利技术精神和范围的前提下,本专利技术还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网
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一种基于改进HHT的电压闪变检测算法

【技术保护点】
一种基于改进HHT的电压闪变检测算法,其特征在于,包括以下步骤:1)对采集到的离散电压信号,使用Hilbert变换方法提取电压包络信号;2)在经验模态分解(EMD)“筛选”步骤中,通过使用四点插值细分算法“分裂”出新的控制点供三次样条插值拟合包络线的方法对其进行改进;3)使用改进的EMD对电压包络信号进行分解,随后对分解出的一组IMF分量分别使用Hilbert变换方法提取出闪变幅值和闪变频率参数。

【技术特征摘要】
1.一种基于改进HHT的电压闪变检测算法,其特征在于,包括以下步骤:1)对采集到的离散电压信号,使用Hilbert变换方法提取电压包络信号;2)在经验模态分解(EMD)“筛选”步骤中,通过使用四点插值细分算法“分裂”出新的控制点供三次样条插值拟合包络线的方法对其进行改进;3)使用改进的EMD对电压包络信号进行分解,随后对分解出的一组IMF分量分别使用Hilbert变换方法提取出闪变幅值和闪变频率参数。2.根据权利要求1所述的一种基于改进HHT的电压闪变检测算法,其特征在于:所述步骤1)中提取电压包络信号a(t)的Hilbert变换方法,具体为,(1)(2)式中:X(t)为提取的电压信号,Y(t)为X(t)的Hilbert变换,*表示卷积;t表示时间;τ表示积分分量。3.根据权利要求2所述的一种基于改进H...

【专利技术属性】
技术研发人员:倪良华肖李俊黄淮
申请(专利权)人:南京工程学院
类型:发明
国别省市:江苏,32

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