電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的s變換檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1：建立S變換函數(shù)，步驟2，對(duì)步驟1中定義的函數(shù)進(jìn)行一維連續(xù)S逆變換，步驟3，對(duì)步驟2中得到的函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行一維離散S變換，步驟4，利用步驟1～步驟3的推導(dǎo)方法對(duì)具體的各種信號(hào)進(jìn)行處理，并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行分析，從而利用檢測(cè)各種電能擾動(dòng)信號(hào)。可以快速、準(zhǔn)確的定位電網(wǎng)中擾動(dòng)發(fā)生的位置，檢測(cè)擾動(dòng)信號(hào)幅值，頻率成分以及相位變化等特征信息。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的s變換檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)電能質(zhì)量評(píng)估領(lǐng)域，涉及一種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢 測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電能質(zhì)量描述的是通過(guò)公用電網(wǎng)給用戶(hù)端的交流電能的品質(zhì)，通常是指優(yōu)質(zhì)供 電，近年來(lái)，隨著電網(wǎng)中電焊機(jī)、電弧爐、變頻調(diào)速裝置和復(fù)式壓縮機(jī)等非線性沖擊負(fù)荷的 增加，致使配電網(wǎng)中電壓中斷、電壓暫降、電壓暫升、諧波、閃變等電能質(zhì)量問(wèn)題趨嚴(yán)重，致 使電能質(zhì)量下降。為了抑制和治理電網(wǎng)中的電能質(zhì)量問(wèn)題，需在電網(wǎng)中加入電能質(zhì)量補(bǔ)償 設(shè)備，這些設(shè)備的研制和整定均需要準(zhǔn)確、詳細(xì)的電能質(zhì)量參數(shù)。因此了解擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生的 機(jī)理，準(zhǔn)確的檢測(cè)擾動(dòng)信號(hào)的特征參數(shù)(包括幅值、頻率、起止時(shí)刻、相位等），對(duì)改善供電質(zhì) 量和確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著非常重要的意義。
[0003] 目前常用的檢測(cè)方法有傅立葉變換、短時(shí)傅立葉變換、小波變換、HHT、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué) 和瞬時(shí)無(wú)功功率理論等。傅立葉變換的缺陷是不能進(jìn)行局部化分析，不適用于分析非平穩(wěn) 信號(hào)，為解決此問(wèn)題又提出了短時(shí)傅立葉變換法，但短時(shí)傅立葉變換的窗函數(shù)寬度的選取 比較困難，且時(shí)頻窗口不具有自適應(yīng)性，它只適合于分析特征尺度大致相同的過(guò)程，不適合 分析多尺度過(guò)程和突變過(guò)程。而且，這種方法的離散形式?jīng)]有正交展開(kāi)，難以實(shí)現(xiàn)高效算 法。小波變換克服了以上兩種方法的缺陷，它具有多分辨率分解的特性，并且在電能質(zhì)量擾 動(dòng)分析中獲得了廣泛的應(yīng)用，但其缺陷是計(jì)算量大、分析結(jié)果易受小波基函數(shù)的影響、對(duì)噪 聲比較敏感、不能提取信號(hào)任意頻率特征等。
[0004] S變換作為一種時(shí)頻分析方法它是短時(shí)傅立葉變換和小波變換的繼承和發(fā)展，具 有更優(yōu)良的時(shí)頻特性，抗噪聲能力強(qiáng)，可提取信號(hào)任意頻率特征信息，是本發(fā)明要研究的電 能質(zhì)量分析工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)方法，可以快速、準(zhǔn)確的 定位電網(wǎng)中擾動(dòng)發(fā)生的位置，檢測(cè)擾動(dòng)信號(hào)幅值，頻率成分以及相位變化等特征信息。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)法，具體按照以 下步驟實(shí)施：
[0007] 步驟1:建立S變換函數(shù)，
[0008] 步驟2，對(duì)步驟1中定義的函數(shù)進(jìn)行一維連續(xù)S逆變換，
[0009] 步驟3,對(duì)步驟2中得到的函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行一維離散S變換，
[0010] 步驟4,利用步驟1~步驟3的推導(dǎo)方法對(duì)具體的各種信號(hào)進(jìn)行處理，并對(duì)得到的結(jié) 果進(jìn)行分析，從而利用檢測(cè)各種電能擾動(dòng)信號(hào)。
[0011] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0012] 步驟1具體為:建立的函數(shù)式為，
[0016]式中：f為頻率，j為虛數(shù)單位，τ為控制高斯窗口在時(shí)間t軸位置的參數(shù)，h(t)為原 始信號(hào)函數(shù)，（2)式為高斯窗的表達(dá)式，由式(1)、（2)中可以得到，變換不同于短時(shí)傅立葉變 換之處在于高斯窗口的高度和寬度隨頻率而變化，這樣就克服了短時(shí)傅葉變換窗口高度和 寬度固定的缺陷。
[0017] 步驟2具體為：
[0018] 在對(duì)步驟1定義的函數(shù)進(jìn)行一維連續(xù)S逆變換時(shí)，
[0019] 因?yàn)?br>[0021]信號(hào)h (t)的S變換與其傅立葉變換H( f)之間的關(guān)系為：
[0023]其中，α控制頻域中高斯窗在頻率軸上移動(dòng)，τ為控制頻域中高斯窗在時(shí)間軸上移 動(dòng)，H(f+a)為h(t)的傅立葉變換，
為高斯窗的傅立葉變換。
[0024]步驟3具體為:設(shè)h[KT](k = 0，l，2,…N-1)是對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)h(t)進(jìn)行采樣得到的 離散時(shí)間序列，采樣間隔為T(mén)，總采樣點(diǎn)數(shù)為N，則該時(shí)間序列的離散傅立葉變換是：
[0031 ]由（5)、（6)、（7)式可得到S變換的算法基本步驟:先計(jì)算h(t)的快速傅立葉變換
，然后計(jì)算各頻率下高斯窗函數(shù)g(i-T)的快速傅立 再按頻率，采樣點(diǎn)計(jì)算1即計(jì)算原始信號(hào)
?
和高斯窗的快速傅立葉變換B(m，η)，作卷積，最后由卷積定理，計(jì)算B(m，η)的快速傅立葉反 變換，得到S變換S (iΤ，η/ΝΤ)。
[0032] 所述的步驟4中所述的信號(hào)可以是以下幾種信號(hào)函數(shù)，
[0033] 1 )h(t) =sin( ω t)，
[0034] 2)h(t) =sin( ω t+(V3) · μ(?_0 · 21))，
[0035] 3)h(t)=sin( ω?)+0.08s in (3 〇t)+0.15sin(5〇t)+0.12sin(7 ω?)
[0036] 4)h(t) = {l-0.65[y(t-0.195)-y(t-0.335)]}sin〇t
[0037] 5)
[0038] h(t) = (l+0.8[y(t-0.195)-y(t-0.235)]) · (sin〇t+0.03sin 3〇t+0.09sin 5 ω t+0·lsin 7 ω t)〇
[0039] 本發(fā)明的有效益效果是，采用的檢測(cè)方法較以往相比，檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，誤差更 小，并且能實(shí)現(xiàn)快速定位。此外，對(duì)擾信號(hào)的相位進(jìn)行了分析，而目前的研究往往忽視了這 一問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 圖1是本發(fā)明電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)方法的流程圖；
[0041] 圖2對(duì)正弦電壓信號(hào)檢測(cè)圖；
[0042]圖3對(duì)含相位跳變正弦電壓信號(hào)檢測(cè)圖；
[0043]圖4對(duì)諧波信號(hào)檢測(cè)圖；
[0044]圖5對(duì)電壓暫降信號(hào)檢測(cè)圖；
[0045]圖6對(duì)含諧波電壓暫升信號(hào)檢測(cè)圖；
[0046] 圖7短時(shí)傅立葉變換和S變換對(duì)電壓暫降起止時(shí)刻、幅值以及相位變化的對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0048] -種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)方法，具體按照以下步驟實(shí)施：
[0049] 步驟1:建立S變換函數(shù)，
[0053]式中：f為頻率，j為虛數(shù)單位，τ為控制高斯窗口在時(shí)間t軸位置的參數(shù)，h(t)為原 始信號(hào)函數(shù)，（2)式為高斯窗的表達(dá)式，由式(1)、（2)中可以得到，變換不同于短時(shí)傅立葉變 換之處在于高斯窗口的高度和寬度隨頻率而變化，這樣就克服了短時(shí)傅葉變換窗口高度和 寬度固定的缺陷。
[0054] 步驟2，對(duì)步驟1中定義的函數(shù)進(jìn)行一維連續(xù)S逆變換，
[0055] 因?yàn)?br>[0057]信號(hào)h(t)的S變換與其傅立葉變換H(f)之間的關(guān)系為：
[0059]其中，α控制頻域中高斯窗在頻率軸上移動(dòng)，τ為控制頻域中高斯窗在時(shí)間軸上移 動(dòng)，H(f+a)為h(t)的傅立葉變換：
為高斯窗的傅立葉變換。
[0060] 步驟3,對(duì)步驟2中的函數(shù)關(guān)系式(4)進(jìn)行一維離散S變換，
[0061] 設(shè)h[KT](k = 0，l，2,…N-1)是對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)h(t)進(jìn)行采樣得到的離散時(shí)間序 列，采樣間隔為T(mén)，總采樣點(diǎn)數(shù)為N，則該時(shí)間序列的離散傅立葉變換是：
[0068] 由（5)、（6)、（7)式可得到S變換的算法基本步驟:先計(jì)算h(t)的快速傅立葉變換
，然后計(jì)算各頻率下高斯窗函數(shù)g(i-T)的快速傅立
，再按頻率，采樣點(diǎn)計(jì)算
，即計(jì)算原 始信號(hào)和高斯窗的快速傅立葉變換B (m，η )，作卷積，最后由卷積定理，計(jì)算B(m，η)的快速傅 立葉反變換，得到S變換S(iT，n/NT)。
[0069] 步驟4,利用步驟1~步驟3的推導(dǎo)方法對(duì)具體的各種信號(hào)進(jìn)行處理，并對(duì)得到的結(jié) 果進(jìn)行分析，從而利用檢測(cè)各種電能擾動(dòng)信號(hào)。
[0070] 即步驟1~3中的h(t)具體為以下幾種信號(hào)函數(shù)，并進(jìn)行分析，如下：
[0071] 1.當(dāng)h(t) = Sin(c〇t)，進(jìn)行S變換后得到的結(jié)果如圖2所示，其中圖2(a)表示模時(shí) 頻矩陣的各列幅值平方和均值檢測(cè)圖，從圖中可以看出，圖2(a)沒(méi)有波動(dòng)，說(shuō)明該信號(hào)穩(wěn) 定；圖2(b)表示基頻幅值檢測(cè)圖，從圖中可以看出，正弦電壓信號(hào)的幅值是IV，圖2(c)表示 頻率幅值包絡(luò)檢測(cè)圖，從圖中可知，該曲線只有在頻率為50HZ處取得最大值，說(shuō)明信號(hào)的頻 率為50Hz，無(wú)其他頻率成分，圖2(d)表示相位跳變檢測(cè)圖，從圖中可知，相位增量值圍繞0變 化，無(wú)波動(dòng)。上述圖2(a)~(d)為標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號(hào)函數(shù)的檢測(cè)圖，可以作為判斷其余待檢測(cè) 信號(hào)是否有問(wèn)題的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)輸入的被檢測(cè)信號(hào)為存在問(wèn)題或者非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，通過(guò)S變 換得到的圖中就會(huì)有不同的顯示，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)圖綜合對(duì)比評(píng)價(jià)，就能夠?qū)υ撔?號(hào)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和判斷，確定出該擾動(dòng)信號(hào)。
[0072] 2.h(t) = sin(c〇t+(V3) ·μα-0.21))，含相位跳變的正弦信號(hào)模型經(jīng)過(guò)S變換之 后的結(jié)果如圖3所示，圖3(a)表示模時(shí)頻矩陣的各列幅值平方和均值檢測(cè)圖，其中曲線有明 顯的尖峰，檢測(cè)結(jié)果表明其最大值處于η = 210處，即擾動(dòng)發(fā)生在采樣點(diǎn)η = 210(或時(shí)間t = 0.21s)時(shí)。圖3(b)和圖3(c)分別表示基頻幅值檢測(cè)圖和頻率幅值包絡(luò)檢測(cè)圖，說(shuō)明該信號(hào) 中有擾動(dòng)，持續(xù)時(shí)間很短，擾動(dòng)使幅值下降了〇. 104，信號(hào)的頻率為50Hz，圖3 (d)表示相位跳 變檢測(cè)圖，說(shuō)明相位發(fā)生了跳變，由以上特征分析可知該信號(hào)中只含有相位跳變，無(wú)其他擾 動(dòng)。上述圖3(a)~3(d)為標(biāo)準(zhǔn)的含相位跳變的正弦標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)函數(shù)的檢測(cè)圖，可以作為判斷 其余待檢測(cè)信號(hào)是否有問(wèn)題的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)輸入的被檢測(cè)信號(hào)為存在問(wèn)題或者非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 時(shí)，通過(guò)S變換得到的圖中就會(huì)有不同的顯示，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)圖綜合對(duì)比評(píng)價(jià)，就 能夠?qū)υ撔盘?hào)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和判斷，確定出該擾動(dòng)信號(hào)。
[0073] 3 ·當(dāng)h(t) = sin( c〇t)+0.08sin(3c〇t)+0.15sin(5c〇t)+0.12sin(7c〇 t)經(jīng)過(guò)S 變換 之后的結(jié)果如圖3所示，圖4(a)表示模時(shí)頻矩陣的各列幅值平方和均值檢測(cè)圖，是隨時(shí)間波 動(dòng)的，說(shuō)明擾動(dòng)信號(hào)一直存在，持續(xù)時(shí)間為Is;圖4(b)和4(d)分別表示基頻幅值檢測(cè)圖和相 位跳變檢測(cè)圖，檢測(cè)結(jié)果與正弦電壓信號(hào)的相同，是穩(wěn)定的；圖4(c)表示頻率幅值包絡(luò)線 檢測(cè)圖，分別在頻率為50、150、250、350處達(dá)到峰值，并且峰值依次為1、0.08、0.15、0.1208， 結(jié)果說(shuō)明諧波信號(hào)中除正弦波外，還包含8%的三次諧波，15%的五次諧波和12%的七次諧 波。上述圖4(a)~(d)為標(biāo)準(zhǔn)的諧波標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)函數(shù)的檢測(cè)圖，可以作為判斷其余待檢測(cè)信號(hào) 是否有問(wèn)題的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)輸入的被檢測(cè)信號(hào)為存在問(wèn)題或者非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，通過(guò)S變換得 到的圖中就會(huì)有不同的顯示，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)圖綜合對(duì)比評(píng)價(jià)，就能夠?qū)υ撔盘?hào)的 質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和判斷，確定出該擾動(dòng)信號(hào)
[0074] 4.當(dāng) 11(〇 = {1-〇.65[以(卜0.195)4(卜0.335)]}8111〇1經(jīng)過(guò)3變換之后的結(jié)果如 圖5所示，圖5(a)表示模時(shí)頻矩陣的各列幅值平方和均值檢測(cè)圖，曲線有兩個(gè)明顯的尖峰， 尖峰的位置在n=195和n = 335處，說(shuō)明暫降的起、始時(shí)刻分別為t = 0.195s和t = 0.335s，持 續(xù)時(shí)間T = 0.14s。圖5(b)表示基頻幅值檢測(cè)圖，曲線在擾動(dòng)發(fā)生時(shí)刻有明顯的幅值下落，下 落后值為〇. 35V，說(shuō)明幅值下降了 1 -0.35 = 0.65V。圖5 (c)、5 (d)分別為頻率幅值包絡(luò)線檢測(cè) 圖和相位跳變檢測(cè)圖，說(shuō)明信號(hào)頻率為50Hz，相位發(fā)生了改變。對(duì)電壓暫升、中斷等信號(hào)的 檢測(cè)原理和電壓暫降基本一致。上述圖5(a)~5(d)為標(biāo)準(zhǔn)的電壓暫降標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)函數(shù)的檢測(cè) 圖，可以作為判斷其余待檢測(cè)信號(hào)是否有問(wèn)題的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)輸入的被檢測(cè)信號(hào)為存在問(wèn) 題或者非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，通過(guò)S變換得到的圖中就會(huì)有不同的顯示，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)圖 綜合對(duì)比評(píng)價(jià)，就能夠?qū)υ撔盘?hào)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和判斷，確定出該擾動(dòng)信號(hào)。
[0075] 5 ·當(dāng) h(t) = (1+0·8[μ(?_0·195)-μ(?_0·235)]) · (sinωt+0·03sin 3ωt+ 0.09sin 5c〇t+0.1sin 7〇〇經(jīng)過(guò)3變換之后的結(jié)果如圖6所示，
[0076] 圖6(a)和6(c)分別是模時(shí)頻矩陣的各列幅值平方和均值檢測(cè)圖和頻率幅值包絡(luò) 線檢測(cè)圖，可以看出該信號(hào)中含有諧波，其中頻率幅值包絡(luò)線中有4個(gè)峰值，峰值處對(duì)應(yīng)的 頻率為50、150、250、350，幅值為1、0.03、0.09、0.1055，與模型中諧波的頻率成分以及含量 基本一致，但在7次諧波處稍有誤差。觀察圖6(a)模時(shí)頻矩陣的各列幅值平方和均值檢測(cè)圖 和圖6(b)基頻幅值檢測(cè)圖發(fā)現(xiàn)，該信號(hào)除諧波外，在采樣點(diǎn)n=195至n = 235處幅值升高了 0.8,說(shuō)明該信號(hào)中還含有使電壓升高的擾動(dòng)，并且該擾動(dòng)使相位發(fā)生跳變。上述圖6(a)~ (d)為標(biāo)準(zhǔn)的諧波加電壓暫升信號(hào)函數(shù)的檢測(cè)圖，可以作為判斷其余待檢測(cè)信號(hào)是否有問(wèn) 題的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)輸入的被檢測(cè)信號(hào)為存在問(wèn)題或者非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，通過(guò)S變換得到的圖中 就會(huì)有不同的顯示，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)圖綜合對(duì)比評(píng)價(jià)，就能夠?qū)υ撔盘?hào)的質(zhì)量進(jìn)行 評(píng)價(jià)和判斷，確定出該擾動(dòng)信號(hào)。
[0077] 6.根據(jù)暫降模型，分別對(duì)電壓暫降其進(jìn)行短時(shí)傅立葉變換和S變換，檢測(cè)的結(jié)果如 圖7所示：
[0078] 起、始時(shí)刻分別為0.275s和0.525s，暫降幅值為0.625pu，圖7(al)表示短時(shí)傅立葉 變換時(shí)頻曲線檢測(cè)圖，說(shuō)明暫降發(fā)生的起、始時(shí)刻分別為T(mén)st = 0.2725s和TEN = 0.5225s，誤 差為0.25%，與圖7(al)相比，從圖7(a2)S變換的時(shí)頻曲線檢測(cè)圖中可看出S變換具有良好 的時(shí)頻分辨能力，并且與短時(shí)傅立葉變換相比暫降發(fā)生時(shí)尖峰又細(xì)又長(zhǎng)，易于找到劍尖峰 的最大值點(diǎn)。檢測(cè)結(jié)果顯示暫降發(fā)生的起、始時(shí)刻分別為T(mén)st = 0.275s和TEN = 0.525s，誤差 為0，結(jié)果表明S變換對(duì)電壓暫降的定位更準(zhǔn)確。由圖7 (b 1)短時(shí)傅立葉變換基頻幅值曲線、7 (b2)S變換基頻幅值曲線可看出在暫降發(fā)生時(shí)刻相位有明顯的跳變，與STFT變換檢測(cè)到的 相位跳變相比，S變換檢測(cè)的相位增量值更準(zhǔn)確。在電壓暫降信號(hào)中加入信噪比為40dB的高 斯白噪聲，電壓暫降幅值的檢測(cè)結(jié)果如圖7(cl)短時(shí)傅立葉變換相位跳變曲線、圖7(c2)S變 換相位跳變曲線所示。結(jié)果顯示，在含有噪聲的情況下，STFT變換的基頻幅值曲線存在波 動(dòng)，暫降的幅值在0.622~0.628p U之間；S變換的基頻幅值曲線基本無(wú)波動(dòng)，檢測(cè)結(jié)果是 0.625pU，由此可以看出S變換的抗噪能力較強(qiáng)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
[0079]利用本發(fā)明的方法，對(duì)各種函數(shù)波形的信號(hào)按流程圖1進(jìn)行S變換，可以提取信號(hào) 的時(shí)間、幅值、頻率、及相位等特征信號(hào)，當(dāng)電網(wǎng)中擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)其快速準(zhǔn)確定位， 準(zhǔn)確檢測(cè)其幅值、頻率以及相位變化情況。采用矩陣的各列幅值平方和均值曲線對(duì)擾動(dòng)信 號(hào)定位，其特征是:擾動(dòng)發(fā)生的起止時(shí)刻曲線有明顯的尖峰，且此檢測(cè)法誤差極小。采用某 一時(shí)刻頻率幅值包絡(luò)對(duì)擾動(dòng)頻率成分檢測(cè)，采用相位增量曲線檢測(cè)信號(hào)相位變化情況，其 特征是:擾動(dòng)發(fā)生期間，曲線波動(dòng)明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施： 步驟1:建立S變換函數(shù)， 步驟2，對(duì)步驟1中定義的函數(shù)進(jìn)行一維連續(xù)S逆變換， 步驟3,對(duì)步驟2中得到的函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行一維離散S變換， 步驟4,利用步驟1~步驟3的推導(dǎo)方法對(duì)具體的各種信號(hào)進(jìn)行處理，并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn) 行分析，從而利用檢測(cè)各種電能擾動(dòng)信號(hào)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)方法，其特征在于，所述的步 驟1具體為： 建立的函數(shù)式為， 其中，式中：f為頻率，j為虛數(shù)單位，τ為控制高斯窗口在時(shí)間t軸位置的參數(shù)，h(t)為原始信 號(hào)函數(shù)，（2)式為高斯窗的表達(dá)式，由式（1 )、（2)中可以得到，變換不同于短時(shí)傅里葉變換之 處在于高斯窗口的高度和寬度隨頻率而變化，這樣就克服了短時(shí)傅葉變換窗口高度和寬度 固定的缺陷。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)方法，其特征在于，所述 的步驟2具體為： 在對(duì)步驟1定義的函數(shù)進(jìn)行一維連續(xù)S逆變換時(shí)， 因?yàn)?3) 信號(hào)h (t)的S變換與其傅里葉變換H(f)之間的關(guān)系為：(4) 其中，α控制頻域中高斯窗在頻率軸上移動(dòng)，τ為控制頻域中高斯窗在時(shí)間軸上移動(dòng)，Η (f+α)為h(t)的傅里葉變換，為高斯窗的傅里葉變換。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)方法，其特征在于，所述 的步驟3具體為:設(shè)11[0]仏=0，1，2，~^1)是對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)1 1(〇進(jìn)行采樣得到的離散時(shí) 間序列，采樣間隔為T(mén)，總采樣點(diǎn)數(shù)為N，則該時(shí)間序列的離散傅里葉變換是： 當(dāng)η關(guān)0時(shí)， (5) (6) 其中：i，m，n = 0，l，2, · · ·，N-1 當(dāng)n = 0時(shí)，(7) 由（5 )、（ 6 )、（ 7 )式可得到S變換的算法基本步驟：先計(jì)算h (t)的快速傅里葉變換 …m、 ττ, m、 …m + n "(i)，再將孖(i)平移到//(j)，然后計(jì)算各頻率下高斯窗函數(shù)g(T-T)的快速傅里 葉變拶S按頻率，采樣點(diǎn)計(jì)算即計(jì)算原始信 號(hào)和高斯窗的快速傅里葉變換B(m，η )，作卷積，最后由卷積定理，計(jì)算B (m，η)的快速傅里葉 反變換，得到S變換S(iT，n/NT)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的S變換檢測(cè)方法，其特征在于，所述的步 驟4中所述的信號(hào)可以是以下幾種信號(hào)函數(shù)， 1 )h(t) = sin( ω t)， 2. h(t) = sin( ω t+(ir/3) · μ(?_0 · 21))， 3. h(t) = sin(c〇 t)+0.08sin(3 c〇t)+0.15sin(5c〇t)+0.12sin(7c〇t) 4. h(t) = {l-0.65[y(t-0.195)-y(t-0.335)]}sin〇t 5) h(t) = (l+0.8[y(t-0.195)-y(t-0.235)]) · (sin〇 t+0.03sin3 ω t+0.09sin5〇t+ 0·lsin7 ω t)〇
【文檔編號(hào)】G06F17/14GK105868160SQ201510847241
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日
【發(fā)明人】徐健, 李彥斌, 張語(yǔ)勍, 宋雙雙
【申請(qǐng)人】西安工程大學(xué)