一种非平稳非高斯噪声的滤除方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种非平稳非高斯噪声的滤除方法及系统。所述滤除方法包括：获取实测功率信号序列；所述实测功率信号序列包括多个功率信号；对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列；确定所述解析序列的伪Wigner‑Ville分布；获取所述实测功率信号序列的采样频率以及主频；根据所述采样频率以及主频确定时间窗口长度；根据所述时间窗口长度以及所述伪Wigner‑Ville分布确定恢复功率信号序列；所述恢复功率信号序列为滤除非平稳非高斯噪声的功率信号序列。采用本发明专利技术所提供的非平稳非高斯噪声的滤除方法及系统，能够有效滤除功率信号序列中的非平稳非高斯噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种非平稳非高斯噪声的滤除方法及系统
本专利技术涉及电力领域，特别是涉及一种非平稳非高斯噪声的滤除方法及系统。
技术介绍
随着智能电网的发展，家庭用电负荷的分析变得越来越重要。通过用电负荷的分析，家庭用户可以及时获得每个电器的用电信息，以及电费的精细化清单；电力部门可以获得更详尽的用户用电信息，并可以提高用电负荷预测的准确度，为电力部门提供统筹规划的依据；同时，利用每个电器的用电信息，可获知用户的用电行为，这对于家庭能耗评估和节能策略的研究具有指导意义。负载开关事件检测是能量分解中最为重要的一步，既要检测到事件发生，同时还能确定事件发生的时刻，但是开关事件检测的精度受功率信号(功率信号序列)中噪声的影响较大，尤其是随着非线性电器的应用和普及，背景噪声呈现出较为明显的非平稳性和非高斯特性，进一步影响了检测精度，因此，对功率信号滤波是开关事件检测中非常重要的一步。常用的低通滤波器和中值滤波器在非平稳非高斯噪声环境中难以达到理想的滤波效果，难以滤除非平稳非高斯噪声。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种非平稳非高斯噪声的滤除方法及系统，以解决难以滤除非平稳非高斯噪声的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种非平稳非高斯噪声的滤除方法，包括：获取实测功率信号序列；所述实测功率信号序列包括多个功率信号；对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列；确定所述解析序列的伪Wigner-Ville分布；获取所述实测功率信号序列的采样频率以及主频；根据所述采样频率以及主频确定时间窗口长度；根据所述时间窗口长度以及所述伪Wigner-Ville分布确定恢复功率信号序列；所述恢复功率信号序列为滤除非平稳非高斯噪声的功率信号序列。可选的，所述对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列，具体包括：根据公式对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列；其中，z(n)为构建第n点的解析值；μ为调制系数，1＜μ≤2；为虚数单位；P(j)为功率信号序列P中的第j个信号。可选的，所述确定所述解析序列的伪Wigner-Ville分布，具体包括：根据公式确定所述解析序列的伪Wigner-Ville分布；其中，PWz(n,f)为伪Wigner-Ville分布；h(m)为时间窗函数；z*(n-m)为z(n-m)的共轭，由于z(n-m)为实数，z*(n-m)＝z(n-m)，z(n+m)为所述解析序列的第n+m个元素的值，e-i4πfm＝cos(4πfm)-isin(4πfm)，i为虚数单位，n为序号，为正整数，m为求和项中的参数，为整数，f为频率。可选的，所述根据所述采样频率以及主频确定时间窗口长度，具体包括：根据公式确定时间窗口长度；其中，WL为时间窗口长度，fs为采样频率，fd为主频。可选的，所述根据所述时间窗口长度以及所述伪Wigner-Ville分布确定恢复功率信号序列，具体包括：根据公式确定恢复功率信号序列。一种非平稳非高斯噪声的滤除系统，包括：实测功率信号序列获取模块，用于获取实测功率信号序列；所述实测功率信号序列包括多个功率信号；解析序列构建模块，用于对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列；伪Wigner-Ville分布确定模块，用于确定所述解析序列的伪Wigner-Ville分布；采样频率及主频获取模块，用于获取所述实测功率信号序列的采样频率以及主频；时间窗口长度确定模块，用于根据所述采样频率以及主频确定时间窗口长度；恢复功率信号序列确定模块，用于根据所述时间窗口长度以及所述伪Wigner-Ville分布确定恢复功率信号序列；所述恢复功率信号序列为滤除非平稳非高斯噪声的功率信号序列。可选的，所述解析序列构建模块具体包括：解析序列构建单元，用于根据公式对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列；其中，z(n)为构建第n点的解析值；μ为调制系数，1＜μ≤2；为虚数单位；P(j)为PLC功率信号序列P中的第j个信号。可选的，所述伪Wigner-Ville分布确定模块具体包括：伪Wigner-Ville分布确定单元，用于根据公式确定所述解析序列的伪Wigner-Ville分布；其中，PWz(n,f)为伪Wigner-Ville分布；h(m)为时间窗函数；z*(n-m)为z(n-m)的共轭，由于z(n-m)为实数，z*(n-m)＝z(n-m)，z(n+m)为所述解析序列的第n+m个元素的值，e-i4πfm＝cos(4πfm)-isin(4πfm)，i为虚数单位，n为序号，为正整数，m为求和项中的参数，为整数，f为频率。可选的，所述时间窗口长度确定模块具体包括：时间窗口长度确定单元，用于根据公式确定时间窗口长度；其中，WL为时间窗口长度，fs为采样频率，fd为主频。可选的，所述恢复功率信号序列确定模块具体包括：恢复功率信号序列确定单元，用于根据公式确定恢复功率信号序列。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种非平稳非高斯噪声的滤除方法及系统，用于负载事件检测的功率信号滤波器，形成基于伪Wigner-Ville分布的时频域滤波器；由于在此滤波器中使用了含噪数据的叠加运算，可以有效地滤除平稳噪声影响；同时滤波器中利用了伪Wigner-Ville时频分布，能够克服信号的非平稳性，因此对于功率信号序列中的非平稳非高斯噪声也具有较强的滤波效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的非平稳非高斯噪声滤除方法流程图；图2为本专利技术所提供的滤波算法流程图；图3为本专利技术所提供的非平稳非高斯噪声的滤除系统结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种非平稳非高斯噪声的滤除方法及系统，能够有效滤除功率信号序列中的非平稳非高斯噪声。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术所提供的非平稳非高斯噪声滤除方法流程图，如图1所示，一种非平稳非高斯噪声的滤除方法，包括：步骤101：获取实测功率信号序列；所述实测功率信号序列包括多个功率信号。图2为本专利技术所提供的滤波算法流程图，如图2所示，输入实测的功率信号序列P(1),P(2),…,P(N)，N为功率信号序列的长度。步骤102：对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列。对功率数据逐点进行处理。假设当前处理的数据点序号为n。构建第n点的解析值z(n)：μ为调制系数，1＜μ≤2。步骤103：确定所述解析序列的伪Wigner-Ville分布。计算解析序列z(n)，n＝1,2,…,N的伪伪Wigner-Ville分布PWz(n,f)：h(m)为时间窗口，可根据实际情况选择。步骤104：获取所述实测功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非平稳非高斯噪声的滤除方法，其特征在于，包括：获取实测功率信号序列；所述实测功率信号序列包括多个功率信号；对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列；确定所述解析序列的伪Wigner‑Ville分布；获取所述实测功率信号序列的采样频率以及主频；根据所述采样频率以及主频确定时间窗口长度；根据所述时间窗口长度以及所述伪Wigner‑Ville分布确定恢复功率信号序列；所述恢复功率信号序列为滤除非平稳非高斯噪声的功率信号序列。

【技术特征摘要】
1.一种非平稳非高斯噪声的滤除方法，其特征在于，包括：获取实测功率信号序列；所述实测功率信号序列包括多个功率信号；对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列；确定所述解析序列的伪Wigner-Ville分布；获取所述实测功率信号序列的采样频率以及主频；根据所述采样频率以及主频确定时间窗口长度；根据所述时间窗口长度以及所述伪Wigner-Ville分布确定恢复功率信号序列；所述恢复功率信号序列为滤除非平稳非高斯噪声的功率信号序列。2.根据权利要求1所述的滤除方法，其特征在于，所述对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列，具体包括：根据公式对所述实测功率信号序列进行逐点处理，构建解析序列；其中，z(n)为构建第n点的解析值；μ为调制系数，1＜μ≤2；为虚数单位；P(j)为功率信号序列P中的第j个信号。3.根据权利要求2所述的滤除方法，其特征在于，所述确定所述解析序列的伪Wigner-Ville分布，具体包括：根据公式确定所述解析序列的伪Wigner-Ville分布；其中，PWz(n,f)为伪Wigner-Ville分布；h(m)为时间窗函数；z*(n-m)为z(n-m)的共轭，由于z(n-m)为实数，z*(n-m)＝z(n-m)，z(n+m)为所述解析序列的第n+m个元素的值，e-i4πfm＝cos(4πfm)-isin(4πfm)，i为虚数单位，n为序号，为正整数，m为求和项中的参数，为整数，f为频率。4.根据权利要求3所述的滤除方法，其特征在于，所述根据所述采样频率以及主频确定时间窗口长度，具体包括：根据公式确定时间窗口长度；其中，WL为时间窗口长度，fs为采样频率，fd为主频。5.根据权利要求4所述的滤除方法，其特征在于，所述根据所述时间窗口长度以及所述伪Wigner-Ville分布确定恢复功率信号序列，具体包括：根据公式确定恢复功率信号序列。6.一种非平稳非高斯噪声的滤除系统，其特征在于，包括：实测功率信号序列获取模块，用于获取实测...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟明岳，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44