[發明專利]基于變分模態分解的電壓暫降源辨識方法及辨識裝置

有效

• 申請號: 201910610664.2
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110363130B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 徐琳;李訓;張華;汪穎
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F18/10
• 分類號: G06F18/10;G06F18/22;G06F18/2134;G06F18/24;G06F17/11
• 代理公司: 成都行之智信知識產權代理有限公司 51256
• 代理人: 徐海林

1.基于變分模態分解的電壓暫降源辨識方法，包括以下步驟：

從電能質量監測錄波裝置中獲取原始電壓暫降信號；

對原始電壓暫降信號進行歸一化處理獲得一個原始的時域信號；

對原始的時域信號進行變分模態分解，獲得K個模態分量；

從K個模態分量中篩選出能同時代表不同暫降源的模態分量IMF N；從K個模態分量中篩選出能同時代表不同暫降源的模態分量的具體方法為：

從K個模態分量中篩選出1個暫降起始時刻T界限明顯的模態分量IMF N，暫降起始時刻界限明顯的模態分量IMF N是指對于所有類的電壓暫降源而言其都能識別出明顯的起始時刻T；

根據各類暫降源獨有的模態分量在模態分量IMF N的暫降起始時刻T之后的波形對應各類暫降源獨有的模態分量的特征進行辨識，根據各類暫降源獨有的模態分量在模態分量IMF N的暫降起始時刻T之后的波形對應各類暫降源獨有的模態分量的特征進行辨識的具體過程為：

若各類暫降源獨有的模態分量在暫降起始時刻T之后的波形都會明顯的突變，在暫降持續的過程中，波形無變化，且與時間軸重合，則視電壓暫降源為短路類故障；

若各類暫降源獨有的模態分量在暫降起始時刻T之后的波形從暫降起始時刻開始都會發生明顯的無規律變化，且其中一個模態分量波形毛刺明顯，則視電壓暫降源為變壓器投切；

若各類暫降源獨有的模態分量在暫降起始時刻T之后的波形在暫降開始后是與時間軸相重合的直線、無變化，且其中一個模態分量有輕微的變化，但總體而言趨于平穩，則視電壓暫降源為電機啟動。

2.根據權利要求1所述的基于變分模態分解的電壓暫降源辨識方法，其特征在于，對原始的時域信號進行變分模態分解，獲得K個模態分量的具體過程為：分解構造出K個中心頻率為ω_k的模態函數u_k、并對K個中心頻率為ω_k的模態函數u_k進行解算處理得到K個模態分量，其中K為預先設置的分解尺度，也稱分解模態數。

3.根據權利要求2所述的基于變分模態分解的電壓暫降源辨識方法，其特征在于，采用變分模態分解法得到K個模態分量的具體過程為：包括構造變分問題和解算變分問題；

構造變分問題包括：

先對原始的時域信號分解構造出K個相同中心頻率為ω_k的模態函數u_k；

再將各個模態函數u_k通過Hilbert變換得到其解析信號；

再將解析信號與預估中心頻率ω_k進行混合，在各模態函數u_k之和等于原始的時域信號f(t)的約束條件下，獲得約束性變分問題方程；

解算變分問題包括：

針對約束性變分問題方程，使用拉格朗日乘法算子λ(t)和二次懲罰因子α，將約束性變分問題方程轉化為無約束性變分問題方程；

利用交替方向橙子算法求取無約束性變分問題方程的鞍點，其中，

當模態分量滿足迭代停止條件時，停止更新，輸出分解后的模態分量。

4.根據權利要求2所述的基于變分模態分解的電壓暫降源辨識方法，其特征在于，原始的時域信號為：y＝f(t)；

模態函數u_k定義為一個調幅-調頻信號，模態函數u_k為：

u_k(t)＝A_k(t)cosΦ_k(t)； (1)

式中：相位Φ′_k(t)≥0是一個非遞減函數，即Φ′_k(t)≥0；A_k(t)≥0為包絡線函數；在變化速度上A_k(t)和瞬時頻率ω_k(t)＝Φ′_k(t)比Φ_k(t)慢；

約束性變分問題方程為：

其中：為對t求偏導；δ(t)為沖擊函數；為中心頻率指數；

無約束性變分問題方程為：

其中：α為二次懲罰因子；λ(t)為拉格朗日乘法算子。