[发明专利]布莱克曼窗与窗宽比的S变换电能质量扰动特征提取方法

说明书

本发明公开了布莱克曼窗与窗宽比的S变换电能质量扰动特征提取方法，包括如下步骤：S1、电能质量扰动信号采集；S2、将扰动信号利用基于布莱克曼窗与窗宽比的S变换；S3、复杂扰动信号特征曲线提取，本发明结构科学合理，使用安全方便，与以往的电能质量扰动特征提取方法相比，由于采用从三个方面分别提取特征即频幅值曲线、频率幅值曲线高频部分和三次谐波幅值曲线，并从三次谐波中提取尖峰与陷波的特征，减小了其他扰动对尖峰与陷波特征的干扰，实现了特征分离，减小了复杂扰动特征之间的相互干扰，由于实现了复杂扰动中不同成分扰动的特征分离，减小相互特征之间的干扰，为扰动识别与分类打下坚实基础，极大的提高了扰动识别与分类的正确率。

技术领域

本发明涉及电能质量扰动特征提取技术领域，具体为布莱克曼窗与窗宽比的S变换电能质量扰动特征提取方法。

背景技术

在大力发展新能源的今天，光伏发电、风力发电在能源所占的比率越来也大，新能源出力还不够稳定，需要经过电能储存及转换，大量的电力电子设备使用，导致了电力系统存在着电压尖峰、电压波陷和高次谐波等问题，并且由于接入了复杂的负载，造成了电力系统中存在多种同时发生的电能质量扰动，作为电能质量评估以及治理的基础，复杂电能质量扰动特征提取就显得格外重要；

复杂电能质量扰动特征提取一般包含两个步骤分别为信号处理和特征分离与提取，常用的电能质量扰动信号处理主要有傅立叶变换、小波变换、S变换、希尔伯特-黄变换等，与其他方法相比较，基于布莱克曼窗与窗宽比的S变换具有良好的抗噪性，同时在时域和频域有较好的特征，特征分离与提取主要有特征值，特征曲线等，但是在提取干扰的时候，不能提高扰动识别与分类的正确率，降低相互特征之间的干扰的问题。

发明内容

本发明提供布莱克曼窗与窗宽比的S变换电能质量扰动特征提取方法，可以有效解决上述背景技术中提出不能提高扰动识别与分类的正确率，降低相互特征之间的干扰的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：布莱克曼窗与窗宽比的S变换电能质量扰动特征提取方法，包括如下步骤：

S1、电能质量扰动信号采集；

S2、将扰动信号利用基于布莱克曼窗与窗宽比的S变换；

S3、复杂扰动信号特征曲线提取。

根据上述技术方案，所述步骤S1中利用变电站中的电压、电流互感器及二次设备对相关扰动信号进行采集和记录。

根据上述技术方案，所述步骤S2中当n≠0时：

当n＝0时：

式中j,m,n＝0,1,…,N-1。表示向上取整。G_B(m,n,f_s)为ω_B的离散化表达式：

低频部分频率范围为1Hz≤f_L≤100Hz，基于布莱克曼窗与窗宽比的S变换离散表达式的n_L的取值范围为NT≤n_L≤100NT的参数为γ_BL＝1.46875；

高频部分频率范围为101Hz≤f_H≤6400Hz，基于布莱克曼窗与窗宽比的S变换离散表达式的n_H的取值范围为101NT≤n_H≤6400NT的参数为γ_BH＝3。

根据上述技术方案，所述步骤S2中基于布莱克曼窗与窗宽比的S变换的结果为复数矩阵，对矩阵每一个元素取模得到基于布莱克曼窗与窗宽比的S变换的模矩阵。模矩阵列表示采样时间，行表示频率。

根据上述技术方案，所述步骤S3中扰动信号的特征曲线从三个方面选取：