【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力谐波分析，尤其涉及基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法、设备和存储介质。
技术介绍
1、随着我国新能源技术的发展，越来越多的电力电子设备和非线性负载接入电力系统，导致电网中产生大量谐波干扰信号，严重影响整个系统的安全运行工作，情况严重时还会引发一系列电力事故，造成大面积的停电事件。因此，谐波越来越受到国内研究学者的关注。
2、时频分析(time-frequency analysis，tfa)方法是信号分析领域中的一种有效工具，近年来被许多学者引进电力系统，在电网安全可靠运行中发挥了重要作用。传统时频分析方法有短时傅里叶变换(stft)、连续小波变换(cwt)、希尔伯特黄变换(hht)、魏格纳-威尔分布(wvd)和重排方法(rm)等。stft和cwt受海森堡不确定性原理的限制，生成的时频分布往往是模糊的，并且不能为时变信号提供精确的时频描述。hht由于经验模态分解(empirical mode decomposition,emd)缺乏数学理论支撑，并存在端点效应和模态混叠等问题。wvd对噪声的鲁棒性不足，且对于多分量时变信号存在交叉干扰项。以上时频分析方法存在一些共性问题，例如它们在时频平面的变换系数分布比较离散，瞬时频率曲线幅值能量不够集中，因此时频分布会出现模糊的现象。rm能够获得更清晰的时频分布，但失去了信号重构能力。为了实现理想的时频表达，在原始时频分布的基础上进行能量重排成为当前的研究热点。
3、近年来，基于同步挤压变换(synchrosqueezing transform,
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供一种基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法、设备和存储介质，利用多重同步挤压变换对电力谐波进行分析，同时，针对多重同步挤压变换的未重排点和端点效应问题，通过两次“四舍五入”取整操作和信号延拓方法，有效提高瞬时频率估算精度和各频率分量重构精度，从而显著提高谐波时频分布的能量集中度，准确提取各谐波分量。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，包括以下步骤，
4、s1：使用ar模型对一组随机谐波信号x(n)进行前后向延拓，得到一组k分量谐波信号s(t)；
5、s2：对前后向延拓后的谐波信号s(t)进行多重同步挤压变换；
6、s3：将多重同步挤压变换后得到的信号瞬时频率估计进行两次“四舍五入”取整，得到取整后的信号瞬时频率估计和n次迭代多重同步挤压变换；
7、s4：利用取整后的信号瞬时频率估计和n次迭代多重同步挤压变换，对谐波信号s(t)和信号中的每个谐波分量进行重构，实现信号模态分解。
8、进一步的，步骤s1的具体操作包括以下步骤，
9、s101：根据ar模型对一组随机信号x(n)分别进行p阶前向预测和p阶后向预测，
10、
11、
12、式中，yf(n)为p阶前向预测，αp(k)为前向预测系数，x(n-k)为信号前p个数据，yb(n-p)为p阶后向预测，bp(k)为后向预测系数；
13、s102：利用burg算法计算ar模型前向预测系数ap(k)和后向预测系数bp(k)，完成信号的前后向延拓。
14、进一步的，步骤s2的具体操作包括以下步骤，
15、s201：对前后向延拓后的谐波信号s(t)进行同步挤压变换，其中，s(t)具有k个分量，表示为
16、
17、式中，sk(t)为谐波信号s(t)的第k个分量；e(t)为高斯白噪声；
18、s202：将同步挤压变换的结果通过n次迭代，使得信号时频分布能量在其瞬时频率附近得到进一步挤压。
19、进一步的，步骤s201中谐波信号s(t)经过同步挤压变换为
20、
21、式中，g(t，ω)为谐波信号s(t)的短时傅里叶变换；δ为狄拉克函数，η表示同步挤压变换的信号频率；为信号的瞬时频率估计。
22、进一步的，步骤s202的具体操作包括以下步骤，
23、s2021：对步骤s201中的同步挤压变换ts(t，η)进行挤压，则
24、
25、s2022：递推可得n次同步挤压为
26、
27、s2023：当n＝2时，信号瞬时频率估计表示为
28、
29、式中，为谐波信号瞬时相位的二阶导数；
30、s2024：进一步递推，n次同步挤压时信号瞬时频率估计为
31、
32、进一步的，步骤s3的具体操作包括以下步骤，
33、s301：对步骤s2024中得到的信号瞬时频率估计进行一次“四舍五入”取整，则
34、
35、式中，[z]为z的整数部分，round为取整函数；
36、s302：对一次取整的结果进行二次“四舍五入”取整，得到取整后的信号瞬时频率估计为
37、
38、此时，对应的n次迭代多重同步挤压变换为
39、
40、进一步的，步骤s4中谐波信号重构为
41、
42、信号中的每个谐波分量可以重构为
43、
44、式中，ds′为多重同步挤压变换的重建带宽。
45、进一步的，本专利技术还包括一种谐波分析设备，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行如前所述的谐波分析方法。
46、进一步的，本专利技术还包括一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤S1的具体操作包括以下步骤，
3.根据权利要求2所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤S2的具体操作包括以下步骤，
4.根据权利要求3所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤S201中谐波信号s(t)经过同步挤压变换为
5.根据权利要求4所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤S202的具体操作包括以下步骤，
6.根据权利要求5所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤S3的具体操作包括以下步骤，
7.根据权利要求6所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤S4中谐波信号重构为
8.一种谐波分析设备，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执
9.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7中任一项所述的谐波分析方法。
...【技术特征摘要】
1.基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤s1的具体操作包括以下步骤，
3.根据权利要求2所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤s2的具体操作包括以下步骤，
4.根据权利要求3所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤s201中谐波信号s(t)经过同步挤压变换为
5.根据权利要求4所述的基于改进型多重同步挤压变换的谐波分析方法，其特征在于，步骤s202的具体操作包括以下步骤，
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：童涛，陈军峰，褚燕利，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队工程大学，
类型：发明
国别省市：
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