[發明專利]一種基于小波變換的高壓直流故障分類方法

有效

• 申請號: 202010154575.4
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111382790B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 李建強;王延安;李鵬智;馮慧;李媛
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F18/2411
• 分類號: G06F18/2411;G06F18/10;G06F18/213;G06F18/25
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種基于小波變換的高壓直流故障分類方法，涉及故障探測技術領域。本發明包括如下步驟：步驟1,為保持原有的故障信號特征，利用軟閾值去燥方法對斷電點位數據進行去燥，去除斷電點位中的噪聲。步驟2，利用離散小波變換分別對斷電點位和通電點位進行多尺度分解，提取出各頻段的細節分量和近似分量。步驟3，提出一種自適應層數的小波包變換方法，對通電點位信號和斷電點位信號進行充分分解，進一步提取高頻特征，并對產生的特征進行降維處理。步驟4，將步驟2和步驟3產生的特征向量進行融合，并輸入到訓練好的SVM分類模型中進行識別檢測。

技術領域

本發明設計一種基于小波變換的高壓直流故障分類方法，涉及故障探測技術領域。

背景技術

高壓直流輸電(Hvdc)具有分配時間長、控制速度快、控制靈活、損耗小、輸電能力強等優點，作為交流輸電的替代方式和提高電網整體穩定性和經濟性的有效手段，在現代電力系統中得到越來越多的應用。隨著電力電子技術和控制技術的飛速發展，高壓直流輸電技術在電力系統中扮演著越來越重要的角色。高壓直流輸電線路由于不能快速發現和排除故障，將破壞電力系統的穩定性，造成嚴重的社會和經濟后果。因此，研究高壓直流輸電線路準確、快速的故障定位技術具有重要的意義和工程實用價值。

對于輸電線路，人們做了大量的研究，研究出許多方法，但是不幸的是，這些方法大多針對交流電壓的時序數據。不能用于檢測高壓直流時序數據。其他領域，例如腦電波數據，相關學者運用離散小波和多尺度熵進行情感識別。在其他領域，相關學者多運用小波分析進行X射線的故障診斷。小波分析在時序中體現了絕對的優勢，但是目前已有的方法很難有效的提取Hvdc的故障特征。從而導致其分類及檢測的效果差。

小波分析在時序中體現了絕對的優勢，但是目前已有的方法很難有效的提取高壓直流輸電(Hvdc)的故障特征，故障診斷效果差。針對Hvdc故障特征，提供一種基于小波變換的高壓直流故障分類方法，能夠有效的對Hvdc進行判別，診斷準確率達92％以上。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于小波變換的高壓直流故障分類方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于小波變換的高壓直流故障分類方法，其中，方法包括如下步驟：

步驟1,為保持原有的故障信號特征，利用軟閾值去燥方法對斷電點位數據進行去燥，去除斷電點位中的噪聲。

步驟2，利用離散小波變換分別對斷電點位和通電點位進行多尺度分解，提取出各頻段的細節分量和近似分量。

步驟3，提出一種自適應層數的小波包變換方法，對通電點位信號和斷電點位信號進行充分分解，進一步提取高頻特征，并對產生的特征進行降維處理。

步驟4，將步驟2和步驟3產生的特征向量進行融合，并輸入到訓練好的SVM分類模型中進行識別檢測。

進一步，步驟1,為保持原有的故障信號特征，利用軟閾值去燥方法對斷電點位數據進行去燥，去除斷電點位中的噪聲。

所描述步驟1為保持原有的故障信號特征，需要軟閾值去燥方法對斷電點位數據進行去燥，去除斷電點位中的噪聲。軟閾值去燥法的原理，通過閾值的方法降低噪聲對閾值的影響。軟閾值方法解釋如下：

其中，是小波基函數，λ表示閾值，表示在小波函數和閾值λ下選取的閾值參數，并且設置閾值為N表示信號數據長度，σ表示噪聲方差。

進一步，步驟2利用離散小波變換分別對斷電點位和通電點位進行多尺度分解，提取出各頻段的細節分量和近似分量，其具體特征如下：

首先，對高壓直流信號進行5層離散小波變換。其中分解可得：