基于S变换和希尔伯特_黄变换的电能质量复合扰动分类识别.docx

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－２９０Ｘ．２０１４．０８．０１２基于Ｓ变换和希尔伯特－黄变换的电能质量复合扰动分类识别周克林（广州粤能电力科技开发有限公司，广东广州５１００８０）摘要：根据Ｓ变换和希尔伯特－黄变换的时频分析特点，提出一种电能质量复合扰动的分类识别方法。通过Ｓ变换提取出扰动信号的基频和高频特征，并结合希尔伯特－黄变换提取出扰动前后信号的瞬时振幅。通过分析各扰动信号的特点，定义了相应的特征函数作为分类识别的判据，从而实现对电能质量复合扰动的正确分类，并准确定位出暂态扰动的起始、终止时刻。实验结果表明，通过Ｓ变换和希尔伯特－黄变换的融合，可准确地检测出电能质量扰动信号所属类别和扰动特性，以及扰动信号的起始、终止时刻。关键词：电能质量；复合扰动；特征函数；分类识别；希尔伯特－黄变换；Ｓ变换中图分类号：ＴＭ７１４．３文献标志码：Ａ文章编号：１００７－２９０Ｘ（２０１４）０８－００５０－０６ＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｆｏｒＰｏｗｅｒＥｎｅｒｇｙＱｕａｌｉｔｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅＤｉｓｔｕｒｂａｎｃｅＢａｓｅｄｏｎＳＴｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄＨｉｌｂｅｒｔ－ＨｕａｎｇＴｒａｎｓｆｏｒｍＺＨＯＵＫｅｌｉｎ（ＧｕａｎｇｈｚｏｕＹｕｅｎｅｎｇＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１００８０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｉｍｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎａｌｙｓｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＳｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄＨｉｌｂｅｒｔ－Ｈｕａｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍａｋｉｎｄｏｆｃｌａｓｓｉｆｉ－ｃａｔｉｏｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｑｕａｌｉｔｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＢｙｍｅａｎｓｏｆＳｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ｃｈａｒａｃ－ｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓｉｇｎａｌｓｗｅｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄａｎｄｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｓｉｇｎａｌｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｗａｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈＨｉｌｂｅｒｔ－Ｈｕａｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓｉｇｎａｌｓ，ｒｅｌｅｖａｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓｄｅｆｉｎｅｄａｓｃｒｉｔｅｒｉａｆｏｒｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｔｏｒｅａｌｉｚｅｃｏｒｒｅｃｔｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｎｐｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｑｕａｌｉｔｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｆｏｒｓｔａｒｔａｎｄｅｎｄｔｉｍｅｏｆｔｒａｎｓｉ－ｅｎｔｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｂｙｍｅａｎｓｏｆｆｕｓｉｏｎｏｆＳｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄＨＨＴ，ｉｔｗａｓａｂｌｅｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｅ－ｔｅｃｔａｆｆｉｌｉａｔｅｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｑｕａｌｉｔｙｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓｉｇｎａｌｓａｎｄｓｔａｒｔａｎｄｅｎｄｔｉｍｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｑｕａｌｉｔｙ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；Ｈｉｌｂｅｒｔ－Ｈｕａｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍ；Ｓｔｒａｎｓｆｏｒｍ随着电力电子技术的广泛应用，各类非线性、冲击性负载使得配电网的电能受到日益严重的污染。与此同时，基于计算机和微处理器的检测、分析、控制的用电设备大幅增加，这对供电质量提出了更高的要求。而电能质量的检测是分析、改善电能质量的首要前提［１］，为了对电能质量进行正确的识别和分类，需要对各种扰动信号进行特征提取。目前的处理方法主要依据原始波形的变换和重构，从中提取有效的分类特征，从而促使大量的信号处理方法应用到电能质量的检测中，最常用的特征提取方法是小波变换［２－７］、傅里叶变换［４］、ｄｑ变换［８］、Ｓ变换［９－１２］、Ｗａｌｓｈ变换［１１］、希尔伯特－黄变换（Ｈｉｌｂｅｒｔ－Ｈｕａｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ＨＨＴ）［１３］等。收稿日期：２０１４－０４－１１第８期周克林：基于Ｓ变换和希尔伯特－黄变换的电能质量复合扰动分类识别５１目前大部分的电能质量问题研究是针对单一类型的扰