[發明專利]典型用電場景的源荷特征信號壓縮感知方法及系統

在審

• 申請號: 202210601950.4
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114997226A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 熊德智;鄧漢鈞;廖青春;陳浩;申麗曼;蘇玉萍
• 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供電服務中心（計量中心）;國家電網有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G01R31/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

本發明公開了一種典型用電場景的源荷特征信號壓縮感知方法及系統，所述方法包括步驟：1)獲取典型用電場景的源荷特征信號；2)對源荷特征信號進行稀疏變換，獲得對應的頻域信號；3)通過測量矩陣對頻域信號進行采樣；4)對采樣后的頻域信號進行自適應匹配追蹤重構，得到重構信號。本發明具有實現過程簡便快捷、信號重建精準等優點。

技術領域

本發明主要涉及信號處理技術領域，具體涉及一種典型用電場景的源荷特征信號壓縮感知方法及系統。

背景技術

目前，在典型用電場景下，存在大量需要采集的信號數據，這些信號數據本身覆蓋面比較全，所以信號數據類型比較多，而且信號采集的速率比較高，從而會產生大量的數據，而這些數據在需要進行處理或者存儲時，需要花費大的硬件成本或時間成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的問題，本發明提供一種過程簡便快捷，實現信號精確重建的典型用電場景的源荷特征信號壓縮感知方法及系統。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種典型用電場景的源荷特征信號壓縮感知方法，包括步驟：

1)獲取典型用電場景的源荷特征信號；

2)對源荷特征信號進行稀疏變換，獲得對應的頻域信號；

3)通過測量矩陣對頻域信號進行采樣；

4)對采樣后的頻域信號進行自適應匹配追蹤重構，得到重構信號。

優選地，在步驟4)中，采用自適應匹配追蹤算法對采樣后的頻域信號進行自適應匹配追蹤重構。

優選地，所述自適應匹配追蹤算法的具體過程為：

4.1)初始余量r₀＝u，初始步長為step_size，階段stage＝1，迭代次數t＝1，索引值集合

4.2)若||r||₂≤ε₁,則停止迭代，利用得到的原子進行信號重構；否則進入步驟4.3)；

4.3)計算相關系數V，并從V中尋找step_size最大值對應的索引值j存入J中；

4.4)對J中索引值對應原子的相關系數進行正則化，并將正則化結果保存在集合J₀中，該集合中原子的相關系數滿足下式：

|V(i)|≤2|V(j)|,i,j∈J

4.5)更新支撐集其中Λ＝Λ∪J₀；

4.6)應用下式得到稀疏信號的重構值并進行冗余值更新得到稀疏信號的重構值并進行冗余值更新r_new

4.7)若||r_new-r||₂≤ε₂，則令stage＝stage+1，step_size＝step_size+1，轉到步驟4.3),否則令r＝r_new，迭代次數t＝t+1，轉到步驟4.2)。

優選地，在步驟4)中，采用ROMP算法對采樣后的頻域信號進行自適應匹配追蹤重構，具體過程為：

S41、計算初始余量r₀＝u，稀疏度為K，迭代次數t＝1，索引值集合

S42、計算相關系數V，并從V中尋找K個最大值對應的索引值j存入J中；

其中為支撐集；