关键词:
分数阶Fourier变换
小波能量熵
电能质量
局部放电
信号分类
摘要:
以一种崭新的时频分析工具——分数阶Fourier变换(FRFT)为基础,对电力系统电能质量扰动识别、局部放电信号提取进行了研究。概括起来,主要研究内容如下:
1.基于电能质量信号特性,将分数阶Fourier变换与小波熵相融合应用于电能质量扰动的识别。电力系统中电能质量扰动信号的分类和识别一直是国内外众多学者研究的热点问题。基于小波分析的小波熵具有较好的定量特征提取能力,可对电能质量扰动进行分类和识别。但小波熵只是在一定信噪比条件下对噪声不敏感,应用范围受限。运用分数阶Fourier变换将含噪电能质量信号变换到分数阶Fourier域上,从而消除噪声对信号的耦合作用;再在此域上利用小波熵进行扰动分析。该方法具有较强的自适应性和对扰动信号的判别能力,且信噪比降低时,不受噪声影响,表现出很强的鲁棒性。
2.根据局部放电信号的特征,提出了强噪声背景下基于分数阶Fourier变换的局部放电信号去噪方法。对含有白噪声的局部放电信号做分数阶Fourier变换,在分数阶Fourier变换域内,随着阶次p的变化,信号能量谱呈现不同的时频聚集性,利用最小均方误差准则扫描到最优分数阶Fourier变换域,根据3σ法则利用小波分解算法得到的噪声强度在最优分数阶Fourier变换域内对含噪信号进行去噪处理,从而抑制噪声干扰。相比传统小波去噪算法,该方法具有自适应性强,且处理效果明显等优点。
通过对大量的仿真及实测信号的分析,结果表明本文提出的方法特别适合对非线性、非平稳信号参数进行精确提取,能够实现对电力系统暂态信号的有效分析,为电力系统暂态信号分析提供了一种新的方法。