[發明專利]基于改進EMD電力系統諧波分析方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202010224045.2
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111444613B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 李博;劉盎泱;曹敏;廖耀華;王恩;唐標;朱夢夢;韓彤;李毅;劉斯揚;陳葉;蔣婷婷
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/14;G06F17/18;G01R23/16
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請涉及電力諧波計量檢測技術領域，具體而言，涉及一種基于改進EMD電力系統諧波分析方法、裝置及存儲介質。所述方法包括以下步驟：采集電力系統諧波的采樣信號；使用端點截取方法得到采樣信號的局部極大值點與局部極小值點；通過擬合工具對局部極大值點與局部極小值點進行擬合得到局部極大值包絡曲線和局部極小值包絡曲線；根據在上方的局部極大值包絡與在下方的局部極小值包絡截取中間原始信號的外露端點截取舍去，得到不包含包絡外信號的包絡信號的平均包絡；根據EMD分解循環迭代的方法得到分解為所有IMF和剩余余波分量的本征模函數；對本征模函數進行希爾伯特變換得到信號的瞬時特征，從而實現采集信號的分析計算。

技術領域

本申請涉及電力諧波計量檢測技術領域，具體而言，涉及一種基于改進EMD電力系統諧波分析方法、裝置及存儲介質。

背景技術

隨著電力工業的大力發展，非線性負載的不斷增加，電弧爐、電力機車、以及如今廣泛發展的風電設施及太陽能設備，這些所帶來的諧波問題也愈加愈烈。實際中的諧波信號并不是理想的線性平穩的，而是經常呈現出非線性非平穩性，并且諧波的變化大都難以預測，嚴重污染著電網的健康運行。

小近年來，各種各樣的諧波分析方法被提出，有模擬濾波器法、傅利葉變換及其改進、小波變換法。在現有的諧波檢測產品中，其中被廣泛使用的是加窗快速傅利葉法以及小波變換的方法。

傅利葉算法在實際應用中已經發展的很成熟了，但隨著諧波分析要求的提高，它的無法局部化分析劣勢便凸顯出來，并且它計算量大、計算次數多、耗費時間長，嚴重影響到諧波檢測的實時性。小波變換分析算法在以后的應用中可能將要取代傅利葉方法成為主要的諧波分析方法，但小波變化在相鄰的頻帶間會出現混疊效應發生，并且小波變換需要人為的選取基函數，基函數的不同會導致結果出現很大的差異。同時這兩種方法非常使用于穩定的信號，但電網中的諧波信號大多數是非線性的，因此這兩種方法便顯得不適應

發明內容

本申請的目的在于提供一種基于改進EMD電力系統諧波分析方法、裝置及存儲介質，通過運用改進的經驗模態分解方法(EMD)對復雜非線性、非穩定的信號分解，進而對分解得到的本征模函數(IMF)進行希爾伯特變換(HT)得到信號的瞬時特征，從而可以精確的對原本復雜的信號分析計算。

本申請的實施例是這樣實現的：

本申請實施例第一方面提供一種基于改進EMD電力系統諧波分析方法，包括以下步驟：

通過頻譜儀采集電力系統諧波的采樣信號x(t)；

基于所述采樣信號得到所述采樣信號的局部極大值點與局部極小值點；

通過MATLAB擬合工具的多項式擬合工具對所述局部極大值點與局部極小值點進行擬合得到局部極大值包絡曲線和局部極小值包絡曲線；

根據在上方的局部極大值包絡與在下方的局部極小值包絡截取中間原始信號的外露端點截取舍去，得到不包含包絡外信號的包絡信號；

基于所述局部極大值點包絡曲線和局部極小值點包絡曲線通過平均求值的方法得到平均包絡；

基于所述不包含包絡外信號的包絡信號，根據EMD分解循環迭代的方法得到分解為所有IMF和剩余余波分量的本征模函數；

對分解出來的本征模函數進行希爾伯特變換得到信號的瞬時特征，從而實現對x(t)的分析計算。

可選地，所述外露端點截取舍去，包括步驟：對信號進行極大值極小值求包絡；對信號進行兩端截取，去除兩端的外露端點；將分析原來信號變成分析較短截取信號。