[發明專利]一種電能質量擾動信號識別方法

在審

• 申請號: 201811447626.1
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109324250A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 吳炬卓
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司珠海供電局
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種電能質量擾動信號識別方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.獲取已知電能質量擾動信號；

S2.對步驟S1的電能質量擾動信號進行小波包變換，并提取特征向量；

S3.基于步驟S2的電能質量擾動信號的特征向量，基于模糊聚類對電能質量擾動信號進行分類，并得到各聚類中心向量；

S4.將待識別的電能質量擾動信號按步驟S2提取特征向量，并分別計算和步驟S3得到的各聚類中心向量之間的距離，進而判斷待識別的電能質量擾動信號的類型。

2.根據權利要求1所述的一種電能質量擾動信號識別方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述已知電能質量擾動信號包括電壓驟升信號、電壓驟降信號、電壓中斷信號、暫態脈沖信號、暫態振蕩信號、諧波信號以及電壓閃變信號。

3.根據權利要求1所述的一種電能質量擾動信號識別方法，其特征在于，所述步驟S2中，對步驟S1的電能質量擾動信號進行小波包變換，并提取特征向量，具體包括如下步驟：

S21.對電能質量擾動信號進行3層小波包變換，得到各子頻帶上的小波包系數，記為W_d(k)，d＝1,2,3,...,D，D＝2^3為子頻帶個數，k＝1,2,3,...,K，K為小波包系數長度；

S22.對于子頻帶上的小波包系數W_d(k)，按下式計算其能量E_d：

S23.對于子頻帶上的小波包系數W_d(k)，按下式計算其能量百分比ΔE_d：

S24.對于電能質量擾動信號，其特征向量λ為：

λ＝(ΔE₁,ΔE₂,....,ΔE_D)

4.根據權利要求1所述的一種電能質量擾動信號識別方法，其特征在于，所述步驟S3中，基于步驟S2的電能質量擾動信號的特征向量，基于模糊聚類對電能質量擾動信號進行分類，并得到各聚類中心向量，具體包括如下步驟：

S31.定義目標函數J：

式中，N為電能質量擾動信號個數，C為電能質量擾動信號種類數目，即C＝7，u_ij為隸屬度矩陣U的元素，x為加權指數，λ_j為第j個電能質量擾動信號的特征向量，v_i為第i個聚類中心向量，(λ_j-v_i)·(λ_j-v_i)為向量(λ_j-v_i)和向量(λ_j-v_i)的內積；

S32.初始化加權指數x和聚類中心向量v_i；

S33.第t次迭代中，根據下式更新隸屬度矩陣U和聚類中心向量V；

式中，u_ij^(t)和v_i^(t)分別為第t次迭代后u_ij和v_i的值，v_i^(t-1)為第t-1次迭代后v_i的值，d_ij為向量和向量之間的內積；同樣，d_rj為向量和向量之間的內積；

S34.利用ui_j^(t)和v_i^(t)計算J^(t)，如果滿足|J^(t)-J^(t-1)|≤ε，ε為精度要求，則停止迭代，否則返回步驟S33繼續迭代；J^(t)和J^(t-1)分別為第t次迭代和第t-1次迭代后的目標函數值；

S35.對隸屬度矩陣U＝[u_ij]_C×N，采用最大隸屬度原則判斷λ_j的歸類，最大隸屬度原則表示為：A_i(λ_j)＝max{u_1j,u_2j,....,u_Cj}

式中，A_i(λ_j)表示λ_j隸屬于第i個聚類中心；

S36.迭代結束后的聚類中心向量記為

5.根據權利要求1所述的一種電能質量擾動信號識別方法，其特征在于，所述步驟S4中，判斷待識別的電能質量擾動信號的類型具體包括如下步驟：

S41.將待識別的電能質量擾動信號按步驟S2提取特征向量，記為

S42.分別計算特征向量和聚類中心向量的距離S_i：

S43.找出距離S_i最小值對應的則待識別的電能質量擾動信號屬于第y個聚類中心。