[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

本發明公開了基于變分模態分解的電壓暫降源辨識方法及辨識裝置，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；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。

技術領域

本發明電網電能質量檢測分辯領域，具體涉及基于變分模態分解的電壓暫降源辨識方法。

背景技術

電壓暫降(voltage sag)是指工頻條件下電壓有效值降低到0.1～0.9p.u之間、持續時間為0.5周波至1分鐘的短時電壓變動現象。電壓暫降是系統正常運行過程中不可避免的短時擾動現象，上級輸電網、遠方配網和本地配網的故障、變壓器激磁、大型電機的起動以及負荷的投切等是導致電壓暫降的主要原因，同時系統阻抗、故障阻抗、變壓器參數、保護和繼電保護的安裝和參數設置等，對電壓暫降也有重要影響。

但是，隨著計算機技術、自動化技術、電力電子技術和微電子技術等在各行業的廣泛應用，大量基于高新技術的工業過程和設備在各行業中得到推廣并接入電力系統，這些工業過程和設備對電能質量擾動，尤其是電壓暫降短時擾動非常敏感。當工業過程(或設備)因電壓暫降而中斷(或失效)時，會給工業用戶和社會造成的損失非常巨大。據統計，歐洲每年發生電壓暫降的次數大概為數十次到一千次，歐盟25國每年因電能質量問題承受的經濟損失達1500億歐元，受損嚴重的多為工業和服務業。而美國每年因電壓暫降擾動造成的直接經濟損失高達120-260億美元。使得電壓暫降成為了當前電力用戶、社會和學術界最關心和關注的電能質量問題。

從目前采用的電壓暫降治理措施來看，主要從干擾源消除、電壓暫降傳播途徑的抑制以及提高設備的抗擾動能力三方面進行綜合考慮。

但是治理電壓暫降，從源頭上抑制和消除暫降源是治理和改善電壓暫降問題的關鍵，而這需要以如何準確地對電壓暫降源進行辨識為前提。因此，需要找尋一種可靠的辨識準確的方法來對電壓暫降的類型作出準確識別，才能合理的從源頭控制和改善電壓暫降問題。

發明內容

本發明的目的在于提供基于變分模態分解的電壓暫降源辨識方法，該方法能對短路故障、變壓器投切、電機啟動等引起的電壓暫降進行準確地辨識。該方法簡單、計算速度快、具有良好的抗噪性能。

本發明的具體技術方案為：

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，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；

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：

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。

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：