[发明专利]一种基于复小波变换与Teager能量算子的电压跌落检测方法

说明书

本发明公开了一种基于复小波变换与Teager能量算子的电压跌落检测方法，获取配电网中的原始单相电压跌落信号，对原始单相电压跌落信号进行模数转换,将模拟信号转换为数字信号；选取合适的实小波，对获得的数字信号采用实小波Mallat分解，获得电压跌落信号的近似信号与细节信号。对获得的近似信号采用Teager能量算子进行电压跌落幅值的检测；对获得的细节信号采用模极大值法检测电压跌落发生的起止时刻,构造出该实小波的复小波，对电压跌落信号进行复小波变换，检测出电压跌落信号发生的跳变相位。针对传统小波变换无法检测电压跌落的相位信息以及对幅值检测的不足，本发明能实现对电压跌落准确、实时、完整的检测，为电压跌落的有效补偿提供依据。

技术领域

本发明涉及电能质量检测领域,尤其涉及一种基于复小波变换与Teager能量算子的电压跌落检测方法。

背景技术

随着时代的进步，电能在社会生产和人们的日常生活中发挥的作用越来越大。随着多元化负荷的不断使用，由非线性负载引起的电能质量问题不断增多；与此同时，随着新兴电子设备的不断出现，人们对电能质量的要求不断提高，高质量的电能已经成为时代的需求。而电压跌落是电力系统中发生最为频繁的电能质量问题，它会对工厂等用电单位造成巨大的经济损失，那么需要对其进行有效的补偿，如采用动态电压恢复器进行对电压跌落的补偿。对电压跌落进行补偿的前提是实时有效地检测到它的特征量，而电压跌落有三个特征量：跌落幅值、持续时间、跳变相位；对这三个特征量准确、实时、完整的检测十分有必要。

小波变换的时频窗口具有自适应性，时频局部分析特性好，有效克服短时傅里叶变换在瞬态信号检测方面的不足，能够准确检测电压跌落等短时电能质量扰动信号的特征值，在电能质量检测中得到广泛应用。

小波变换通过信号的奇异点来准确定位电压跌落发生的起止时刻，但是当电压跌落发生在过零点附近时，信号奇异性小，几乎无幅值突变，难以通过小波变换有效检测幅值变化；并且而常用的实小波变换只能提供信号的幅频特性，不能充分利用信号的相位信息，影响检测信号信息的完整性。

电工技术学报第26卷第5期的期刊《结合小波变换和能量算子的电压暂降检测方法》提出将小波变换与能量算子结合的检测方法，能够有效检测电压跌落的跌落幅值与发生的起止时刻，但只能检测电压跌落的两个特征量。

发明内容

本发明针对传统小波变换无法检测电压跌落的相位信息以及对幅值检测的不足，提出一种基于复小波变换与Teager能量算子的电压跌落检测方法。

本发明采用的技术方案如下：

包括以下步骤：

步骤1，获取配电网中的原始单相电压跌落信号，对原始单相电压跌落信号进行模数转换,包括对原始单相电压跌落信号进行采样、离散化处理，将模拟信号转换为数字信号；

步骤2，选取合适的实小波，对获得的数字信号采用实小波Mallat分解，获得电压跌落信号的近似信号(低频分量)与细节信号(高频分量)；

步骤3，对获得的近似信号采用Teager能量算子进行电压跌落幅值的检测；对获得的细节信号采用模极大值法检测电压跌落发生的起止时刻；

步骤4，构造出该实小波的复小波，对电压跌落信号进行复小波变换，检测出电压跌落信号发生的跳变相位。

进一步，所述步骤3中Teager能量算子进行电压跌落幅值的检测步骤包括：

步骤3.1，选取离散化处理后的三个相邻单相电压跌落信号点x_n、x_n+1和x_n-1追踪该信号的能量曲线，

步骤3.2，根据能量曲线，构造Teager能量算子ψ(·)：