[發明專利]基于參數優化形態學濾波的電壓暫降信號去噪方法、特征提取方法、系統及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202011245162.3
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112257656A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 王燦;寧志毫;左劍;陳道君;沈陽武;咼虎;郭思源
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 姚瑤

1.一種基于參數優化形態學濾波的電壓暫降信號去噪方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：獲取待處理的電壓暫降信號，所述電壓暫降信號包含噪聲；

S2：基于形態學濾波器采用粒子群算法優化所述形態學濾波器的參數，再利用參數優化后的形態學濾波器對電壓暫降信號進行去噪。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S2的實現過程如下：

S21：選用余弦型結構元素的形態學濾波器，并采用粒子群算法優化余弦型結構元素的寬度，優化過程中將待處理的電壓暫降信號輸入余弦型結構元素的形態學濾波器；

S22：以待處理的電壓暫降信號輸入步驟S21中參數優化后的形態學濾波器的結果作為濾波信號。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：步驟S2的實現過程中還包括如下步驟：

S23：計算步驟S22中濾波后的電壓暫降信號的同步旋轉直軸分量和交軸分量；

S24：選用直線型結構元素的形態學濾波器，并采用粒子群算法優化直線型結構元素的寬度，其中，參數優化過程中將同步旋轉直軸分量和交軸分量輸入直線型結構元素的形態學濾波器中進行二次濾波；

S25：最后以同步旋轉直軸分量和交軸分量輸入步驟S24中參數優化后的形態學濾波器的結果作為最終的直流分量。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：步驟S21中待優化的參數為余弦型結構元素的寬度，并以濾波后的電壓暫降信號的信噪比作為適應度值。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：步驟S22中待優化的參數為直線型結構元素的寬度，并分別以濾波后的同步旋轉直軸分量u_d，交軸分量u_q對應的信號誤差均方根值作為適應度值。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述形態學濾波器為交替混合濾波器，定義如下：

式中，U(n)是第n個電壓暫降采樣點對應的電壓信號，g表示結構元素，λU(n)H(g)表示λ尺度的交替混合濾波器，F_oc(g)、F_co(g)分別定義為開-閉運算和閉-開運算，λ表示尺度大小，λg表示結構元素g經過λ-1次自身膨脹得到：

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S2的執行過程如下：

首先，計算所述待處理的電壓暫降信號的同步旋轉直軸分量和交軸分量；

然后，選用直線型結構元素的形態學濾波器，并采用粒子群算法優化直線型結構元素的寬度，其中，參數優化過程中將同步旋轉直軸分量和交軸分量輸入直線型結構元素的形態學濾波器中進行濾波去噪，以同步旋轉直軸分量和交軸分量輸入參數優化后的形態學濾波器的結果作為最終的去噪信號。

8.一種基于參數優化多尺度形態學濾波的電壓暫降信號特征提取方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：根據權利要求1所述的步驟S1以及步驟S2對待處理的電壓暫降信號進行去噪，其中，得到去噪后的電壓暫降信號對應的直流分量；

步驟2：利用直流分量計算電壓暫降的特征值，所述特征值為暫降深度U和/或相位跳變所述暫降深度U和相位跳變計算公式為：

式中，u_d0和u_q0分別表示dq旋轉坐標系下電壓暫降信號對應的d軸直流分量和q軸直流分量。

9.一種電壓暫降信號處理系統，其特征在于：包括：

信號獲取模塊，用于獲取待處理的電壓暫降信號；

參數優化模塊，用于基于形態學濾波器采用粒子群算法優化所述形態學濾波器的參數；

濾波模塊，用于利用形態學濾波器對電壓暫降信號進行濾波。

10.一種可讀存儲介質，其特征在于：存儲了計算機程序，所述計算機程序被處理器調用以執行權利要求1-8任一項所述方法的步驟。