一種基于廣義雙曲s變換的電壓暫降檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于廣義雙曲S變換的電壓暫降檢測方法，屬于電能質量信號分 析與處理領域。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著電力工業和高新技術的發展，各種高度自動化與智能化的現代工業 設備廣泛應用于電力系統中，它們對高質量電能供應的依賴性越來越大，即使幾個周期的 供電中斷或電壓跌落都將影響這些敏感設備的正常工作。在各種電能質量問題中，電壓暫 降是敏感設備異常工作的主要因素。一般認為，70%以上的電能質量問題是由電壓暫降引 起的。電壓暫降可能導致計算機程序紊亂、生產過程停止、調速裝置失靈及保護設備誤動作 等，不僅造成用戶的經濟損失，還可能導致重大人身傷亡事故。因此，僅僅考慮諧波、三相不 平衡、電壓偏差等傳統電能質量指標的檢測已經不能滿足現代電力用戶的要求，對電壓暫 降的檢測已成為電能質量研究領域的重要問題。
[0003] 目前，國內外已有較多的方法可用來實現電壓暫降的檢測。傳統的均方根值法、dq 變換法雖然能夠較快的跟蹤電壓幅值的變化，但無法實現電壓暫降起止時刻的精確定位； 離散小波變換可以對暫降擾動進行定位，但很難從小波系數中提取到暫降幅值的特征；短 時傅里葉變換存在需要對窗口類型進行選擇以及窗寬固定的缺陷；S變換是小波變換和短 時傅里葉變換的發展，不僅克服了兩者的缺陷，而且變換過程無損可逆，雙曲S變換對S變 換進行了一定的改進，它的窗函數是不對稱的，在高頻部分具有更高的分辨率，但是仍存在 時頻分辨率變化模式固定，容易受噪聲影響的缺點。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明的目的是提供一種時頻分辨率變化模式可調，不易受噪聲 影響的電壓暫降檢測方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種基于廣義雙曲S變換的電壓暫 降檢測方法，其步驟如下：（1)將電壓信號輸入電力系統分析儀中進行采樣，得到被測電壓 采樣信號U(kT) ; (2)對步驟（1)中所得到的電壓采樣信號進行廣義雙曲S變換，得到S變 換復數矩陣；（3)對步驟（2)中S變換復數矩陣中的每個元素求模，得到S模矩陣，根據S模 矩陣求取基頻電壓幅值U ; (4)選取0. 9UN為電壓暫降的閾值，將基頻電壓幅值U與暫降閾 值〇. 9UN進行比較。若U大于或等于0. 9UN，則沒有發生電壓暫降；若U小于0. 9UN，則發生 了電壓暫降；(5)發生電壓暫降后，可繼續由步驟（2)得到的S變換復數矩陣提取特征量， 對電壓暫降的起止時刻、相位跳變進行檢測分析。
[0006] 所述步驟（2)中，所述廣義雙曲S變換采用的窗函數為廣義的雙曲窗函數，其表達 式為
【主權項】
1. 一種基于廣義雙曲S變換的電壓暫降檢測方法，其步驟如下： (1) 將電壓信號輸入電力系統分析儀中進行采樣，得到被測電壓采樣信號U(kT); (2) 對步驟⑴中所得到的電壓采樣信號進行廣義雙曲S變換，得到S變換復數矩陣； (3) 對步驟（2)得到的S變換復數矩陣中的每個元素求模，得到S模矩陣，根據S模矩 陣求取基頻電壓幅值U; (4) 選取0.9UN為電壓暫降的閾值，將基頻電壓幅值U與暫降閾值0.9%進行比較。若 U大于或等于0. 9UN，則沒有發生電壓暫降；若U小于0. 9UN，則發生了電壓暫降； (5) 發生暫降后，可繼續由步驟（2)得到的S變換復數矩陣提取特征量，對電壓暫降的 起止時刻、相位跳變進行檢測分析。
2. 如權利要求1所述的一種基于廣義雙曲S變換的電壓暫降檢測方法，其特征在于： 所述步驟（2)中，所述廣義雙曲S變換采用的窗函數為廣義的雙曲窗函數，其表達式為：
式中，a、運分別為前向錐度、后向錐度；A是窗函數的曲率，與時間同量綱；y為窗寬 調整因子；Y是窗寬變化率調整因子。
3. 如權利要求1或2所述的一種基于廣義雙曲S變換的電壓暫降檢測方法，其特征在 于：廣義雙曲窗函數是非對稱可調的，通過改變參數U和Y，可靈活調整廣義雙曲S變換 的時頻分辨率及其變化模式，且能夠有效降低檢測信號對噪聲的敏感程度。
【專利摘要】本發明涉及一種基于廣義雙曲S變換的電壓暫降檢測方法，包括以下步驟：(1)被測電壓信號采樣；(2)對采樣信號進行廣義雙曲S變換；(3)根據S模矩陣，求取基頻電壓幅值；(4)將基頻電壓幅值與設定的電壓暫降閾值進行比較，判斷是否發生電壓暫降；(5)若發生電壓暫降，則提取特征量，對電壓暫降的起止時刻、相位跳變進行檢測分析。與現有的檢測方法相比，由于本發明采用的是廣義雙曲S變換，對原始的雙曲窗函數進行了改進，引入了窗寬調整因子和窗寬變化率調整因子，因此可以靈活調整時頻分辨率，降低檢測信號對噪聲的敏感度，能夠精確檢測出電壓暫降的幅值、起止時刻以及相位跳變。本發明在電力系統故障檢測中具有廣泛的應用前景。
【IPC分類】G01R19-00
【公開號】CN104808035
【申請號】CN201410031709
【發明人】吳麗娜, 劉觀起, 周娟娟, 李琳
【申請人】華北電力大學（保定）
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月24日