一种残差选取电能质量扰动信号单比特采样的重构方法技术

本发明专利技术公开了一种残差选取电能质量扰动信号单比特采样的重构方法，包括：获取一段短时电能质量扰动信号；对短时电能质量扰动信号进行稀疏化，得到稀疏扰动信号；对稀疏扰动信号进行1‑Bit量化压缩，得到一段压缩信号；采用残差选取稀疏度自适应二进制迭代硬阈值算法，对压缩信号进行重构，得到原信号估计。本发明专利技术与传统的电能质量扰动信号单比特采样重构方法相比，在不增加存储成本的情况下，改善了重构信噪比；相对于穷尽搜索最小残差方法，本发明专利技术又可节省系统资源开销。

A Reconstruction Method of Single Bit Sampling for Residual Selection of Power Quality Disturbance Signals

The invention discloses a method for reconstructing single bit sampling of power quality disturbance signal for residual selection, which includes acquiring a short-term power quality disturbance signal, thinning the short-term power quality disturbance signal to obtain a sparse disturbance signal, and 1_Bit Quantization Compression of the sparse disturbance signal to obtain a compressed signal. The residual selection sparseness adaptive binary iterative hard threshold algorithm is used to reconstruct the compressed signal and obtain the original signal estimation. Compared with the traditional single-bit sampling reconstruction method for power quality disturbance signal, the proposed method improves the reconstruction signal-to-noise ratio without increasing the storage cost, and saves the system resource overhead compared with the exhaustive search minimum residual method.

【技术实现步骤摘要】
一种残差选取电能质量扰动信号单比特采样的重构方法
本专利技术涉及扰动信号的压缩采样与重构
，特别涉及一种残差选取电能质量扰动信号单比特采样的重构方法。
技术介绍
随着电力系统规模不断扩大，大量非线性、冲击性负载不断接入电网，导致电能质量问题愈发严重。而高精度、复杂电力设备对电能质量的敏感程度却越来越高，任何电能质量问题都可能给电力用户带来不可估计的损失。为了改善电能质量问题，需对电能质量信号进行采集、压缩、存储、传输、检测及分析，因此电能质量信号的采集、压缩成为了治理电能质量的必要前提。传统技术的电能质量采集建立在Nyquist定理上，要求采样速率必须大于信号的两倍才能不丢失信息。由于电能质量的扰动类型众多，变化迅速，对采样设备的速率以及处理速度提出更高要求，同时也增加了硬件实现成本。其次高采样速率会导致海量电能质量数据的产生，为数据的存储和传输带来巨大压力。压缩感知(CompressedSensing，简称CS)是二十一世纪发展起来的一种稀疏信号处理技术，它针对信号的稀疏或可稀疏化特征，将采样过程与压缩过程合二为一，以远低于Nyquist速率对信号进行采样而不损失信息。CS理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种残差选取电能质量扰动信号单比特采样的重构方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.获取一段长度为N的短时电能质量扰动信号α∈RN；S2.对短时电能质量扰动信号α进行稀疏化，得到长度为N稀疏扰动信号x∈RN；S3.对稀疏信号x进行1‑Bit量化压缩，得到长度为M的压缩信号y；S4.采用基于残差选取的稀疏度自适应二进制迭代硬阈值改进算法，对压缩信号y进行重构，得到原信号估计

【技术特征摘要】
1.一种残差选取电能质量扰动信号单比特采样的重构方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.获取一段长度为N的短时电能质量扰动信号α∈RN；S2.对短时电能质量扰动信号α进行稀疏化，得到长度为N稀疏扰动信号x∈RN；S3.对稀疏信号x进行1-Bit量化压缩，得到长度为M的压缩信号y；S4.采用基于残差选取的稀疏度自适应二进制迭代硬阈值改进算法，对压缩信号y进行重构，得到原信号估计2.根据权利要求1所述的一种残差选取电能质量扰动信号单比特采样的重构方法，其特征在于：所述步骤S2包括：读取预先存储的N×N的稀疏变换基Ψ，对扰动信号α进行稀疏化，得到长度为N稀疏扰动信号x∈RN：x＝Ψα。3.根据权利要求1所述的一种残差选取电能质量扰动信号单比特采样的重构方法，其特征在于：所述步骤S3包括：读取预先存储的M×N的测量矩阵Φ,根据单比特CS模型对稀疏信号x进行1-Bit量化压缩，得到长度为M的压缩信号y：y＝sign(Φx)＝sign(ΦΨα)＝sign(Aα)；式中，A＝ΦΨ，表示传感矩阵；运算符号sign(·)表示取符号操作，即当测量值为正时取+1，否则取-1。4.根据权利要求1所述的一种残差选取电能质量扰动信号单比特采样的重构方法，其特征在于：所述步骤S4包括：S41.输入基于1-Bit测量信号y和传感矩阵A，并给定最大迭代次数nmax和预定门限取值Th；S42.初始化参数：扰动信号初始值α0＝0，残差初始值r0＝y，迭代次数n＝1，估计稀疏度L＝1，中间变量z＝0，最小残差μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：卿朝进，蔡斌，童新，彭朗，郭奕，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51