[发明专利]一种能量分解中功率信号滤波方法及系统

说明书

本发明公开了一种能量分解中功率信号滤波方法及系统。所述滤波方法包括：获取实测功率信号序列以及多尺度分解层数；根据多尺度分解层数以及多层低通滤波器截止频率确定每一层滤波后的实测功率信号序列；根据当前层滤波后的实测功率信号序列确定当前层时间窗口长度；构建解析序列；确定解析序列在所述当前层时间窗口长度下的伪Wigner‑Ville分布；根据伪Wigner‑Ville分布恢复每一层所述滤波后的实测功率信号序列，确定恢复实测功率信号序列；从所述多尺度分解层数的最后一层开始，根据当前层的所述恢复实测功率信号序列以及上一层的插值后实测功率信号序列滤除实测功率信号中的非平稳非高斯噪声。本发明能够有效滤除实测功率信号中的非平稳非高斯噪声。

技术领域

本发明涉及电力领域，特别是涉及一种能量分解中功率信号滤波方法及系统。

背景技术

随着智能电网的发展，家庭用电负荷的分析变得越来越重要，通过用电负荷的分析，家庭用户可以及时获得每个电器的用电信息，以及电费的精细化清单；电力部门可以获得更详尽的用户用电信息，并可以提高用电负荷预测的准确度，为电力部门提供统筹规划的依据；同时，利用每个电器的用电信息，可获知用户的用电行为，这对于家庭能耗评估和节能策略的研究具有指导意义。

负载开关事件检测是能量分解中最为重要的一步，既要检测到事件发生，同时还能确定事件发生的时刻；但是开关事件检测的精度受功率信号(功率序列)中噪声的影响较大，尤其是随着非线性电器的应用和普及，背景噪声呈现出较为明显的非平稳性和非高斯特性，进一步影响了检测精度。因此，对功率信号滤波是开关事件检测中非常重要的一步。常用的低通滤波器和中值滤波器在非平稳和非高斯噪声环境中难以达到理想的滤波效果。

现有的滤波算法一般都是低通滤波，滤波效果不是很好，因为现在随着经济社会水平的发展，家庭中添加了很多产生非平稳非高斯噪声的电器，例如各种搅拌机，咖啡机，电磁炉等。这些电器会在功率信号(或者称为功率数据序列)中添加非平稳非高斯噪声；随着非线性电器的应用和普及，功率信号中背景噪声呈现出较为明显的非平稳性和非高斯特性，常用的低通滤波器和中值滤波器在非平稳和非高斯噪声环境中难以达到理想的滤波效果，严重影响了负载开关事件的检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种能量分解中功率信号滤波方法及系统，以解决实测功率信号中非平稳非高斯噪声滤除效率低，严重影响开关事件检测的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种能量分解中功率信号滤波方法，包括：

获取实测功率信号序列以及多尺度分解层数；所述多尺度分解层数用于对所述实测功率信号序列进行分解；

根据所述多尺度分解层数确定多层低通滤波器截止频率；

根据所述多尺度分解层数以及所述多层低通滤波器截止频率对所述实测功率信号序列逐层进行低通滤波处理，确定每一层滤波后的实测功率信号序列；

获取当前层滤波后的实测功率信号序列；

根据所述当前层滤波后的实测功率信号序列确定当前层时间窗口长度；

对所述当前层滤波后的实测功率信号序列内的功率信号进行逐点处理，构建解析序列；

确定所述解析序列在所述当前层时间窗口长度下的伪Wigner-Ville分布；

按照所述多尺度分解层数从大到小的顺序，根据所述伪Wigner-Ville分布恢复每一层所述滤波后的实测功率信号序列，确定恢复实测功率信号序列；

按照所述多尺度分解层数从大到小的顺序对所述恢复实测功率信号序列进行线性插值处理，确定插值后实测功率信号序列；