专利名称：基于s变换的sdpqd信号识别方法、设备及系统的制作方法
技术领域：
本发明关于电能质量扰动领域，特别是关于SDPQD信号识别技术，具体的讲是一种基于S变换的SDPQD信号识别方法、设备及系统。
背景技术：
随着科学技术和国民经济的发展，用户对电能质量的要求越来越高，如何正确识别各种电能质量扰动，在电能质量研究领域中越来越受到重视。现有技术中，识别电能质量扰动的方法主要有如下五种(I)、滑动均方根计算方法取被测电压半个周期计算其均方根值作为一个样本，计为U，顺序取值形成η个样本序列，则均方根值为UrN.
'(η)当采到新的样本点时，加入最新的样本点并把最早的I个样本去掉,形成滑动均方根值，此种方法即为滑动均方根计算方法。(2)、缺损电压计算方法设稳态电压为Mpii(t) = -JlU η(ω -φα)发生电压暂降后电压为 ) = η(ω -φ )则在电压暂降中的电压变化m(t) = Upll(t) -Usag(t)(3)、瞬时电压dq分解法
— -Ua
三相电压dq变换公式为U d U=CUb_ I _Uc _式中，C:
sin ω η{ω -2π 12) η{ω + 2^-/3)
-cos( i) - cos( i -2^-/3) - cos( i + 2π 12)_
ua = 42U sin ω
ub - 4 υ η(ω -2π 13)
对于理想三相系统，Me = Su η(ω + 2π/3)
ud = -\f3U
dq变换结果是uq = O
(4)、人工智能识别
在人工智能识别中，其分类过程可分为两步
①特征量提取
包括小波变换、二进制小波变换、二代小波变换、广义小波变换、离散小波变换、S
变换、希尔伯特变换等，其基本原理是把电力扰动信号依时间尺度和频率尺度分解成多个时-频分量，然后再提取特征量，以连续小波变换为例，信号f(t)经过小波变换为
权利要求
1.一种基于S变换的短时电能质量扰动信号识别方法，其特征是，所述的方法包括 采集变电站上的短时电能质量扰动SDPQD信号；将采集的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵；将所述的时频矩阵进行尺度缩放；根据预设的标准时频矩阵确定所述的时频矩阵各行的相似度值；根据所述的各行相似度值确定所述的时频矩阵的平均相似度值；根据所述的时频矩阵的平均相似度值识别所述的SDPQD信号。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征是，所述的将采集的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵包括将所述采集的SDPQD信号进行采样截取；将采样截取的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征是，所述的根据预设的标准时频矩阵确定所述的时频矩阵各行的相似度值包括根据由工频信号组成的电压时频矩阵和功率时频矩阵将所述的时频矩阵进行过滤； 根据预设的标准时频矩阵确定所述的过滤后的时频矩阵各行的相似度值。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征是，采用双线性插值法将所述的时频矩阵进行尺度缩放。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征是，采用相似度最大原理、根据所述的时频矩阵的平均相似度值识别所述的SDPQD信号。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征是，所述的预设的标准时频矩阵包括电压暂降矩阵、电压暂升矩阵、电压波形缺口矩阵、电压波形尖峰矩阵、振荡暂态矩阵、短时谐波矩阵、电压暂降+谐波矩阵以及电压暂升+谐波矩阵。
7.一种基于S变换的SDPQD信号识别方法，其特征是，所述的方法包括采集变电站上的SDPQD信号；将采集的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵；将所述的时频矩阵进行尺度缩放；根据预设的标准时频矩阵确定所述的时频矩阵各列的相似度值；根据所述的各列相似度值确定所述的时频矩阵的平均相似度值；根据所述的时频矩阵的平均相似度值识别所述的SDPQD信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述的将采集的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵包括将所述采集的SDPQD信号进行采样截取；将采样截取的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征是，所述的根据预设的标准时频矩阵确定所述的时频矩阵各列的相似度值包括根据由工频信号组成的电压时频矩阵和功率时频矩阵将所述的时频矩阵进行过滤； 根据预设的标准时频矩阵确定所述的过滤后的时频矩阵各列的相似度值。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征是，采用双线性插值法将所述的时频矩阵进行尺度缩放。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征是，采用相似度最大原理、根据所述的时频矩阵的平均相似度值识别所述的SDPQD信号。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述的预设的标准时频矩阵包括电压暂降矩阵、电压暂升矩阵、电压波形缺口矩阵、电压波形尖峰矩阵、振荡暂态矩阵、短时谐波矩阵、电压暂降+谐波矩阵以及电压暂升+谐波矩阵。
13.一种基于S变换的SDPQD信号识别设备，其特征是，所述的设备包括第一信号采集装置，用于采集变电站上的SDPQD信号；第一信号变换装置，用于将采集的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵；第一尺度缩放装置，用于将所述的时频矩阵进行尺度缩放；第一相似度值确定装置，用于根据预设的标准时频矩阵确定所述的时频矩阵各行的相似度值；第一平均相似度值确定装置，用于根据所述的各行相似度值确定所述的时频矩阵的平均相似度值；第一信号识别装置，用于根据所述的时频矩阵的平均相似度值识别所述的SDPQD信号。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征是，所述的第一信号变换装置包括第一采样装置，用于将所述采集的SDPQD信号进行采样截取；第一矩阵生成装置，用于将采样截取的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵。
15.根据权利要求13或14所述的设备，其特征是，所述的第一相似度值确定装置包括第一矩阵过滤装置，用于根据由工频信号组成的电压时频矩阵和功率时频矩阵将所述的时频矩阵进行过滤；第一确定装置，用于根据预设的标准时频矩阵确定所述的过滤后的时频矩阵各行的相似度值。
16.根据权利要求13所述的设备，其特征是，所述的第一尺度缩放装置采用双线性插值法对时频矩阵进行尺度缩放。
17.根据权利要求13所述的设备，其特征是，所述的第一信号识别装置采用相似度最大原理对所述的SDPQD信号进行识别。
18.根据权利要求13所述的设备，其特征是，所述的预设的标准时频矩阵包括电压暂降矩阵、电压暂升矩阵、电压波形缺口矩阵、电压波形尖峰矩阵、振荡暂态矩阵、短时谐波矩阵、电压暂降+谐波矩阵以及电压暂升+谐波矩阵。
19.一种基于S变换的SDPQD信号识别设备，其特征是，所述的设备包括第二信号采集装置，用于采集变电站上的SDPQD信号；第二信号变换装置，用于将采集的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵；第二尺度缩放装置，用于将所述的时频矩阵进行尺度缩放；第二相似度值确定装置，用于根据预设的标准时频矩阵确定所述的时频矩阵各列的相似度值；第二平均相似度值确定装置，用于根据所述的各列相似度值确定所述的时频矩阵的平均相似度值；第二信号识别装置，用于根据所述的时频矩阵的平均相似度值识别所述的SDPQD信号。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征是，所述的第二信号变换装置包括第二采样装置，用于将所述采集的SDPQD信号进行采样截取；第二矩阵生成装置，用于将采样截取的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵。
21.根据权利要求19或20所述的设备，其特征是，所述的第二相似度值确定装置包括第二矩阵过滤装置，用于根据由工频信号组成的电压时频矩阵和功率时频矩阵将所述的时频矩阵进行过滤；第二确定装置，用于根据预设的标准时频矩阵确定所述的过滤后的时频矩阵各列的相似度值。
22.根据权利要求19所述的设备，其特征是，所述的第二尺度缩放装置采用双线性插值法对时频矩阵进行尺度缩放。
23.根据权利要求19所述的设备，其特征是，所述的第二信号识别装置采用相似度最大原理对所述的SDPQD信号进行识别。
24.根据权利要求19所述的设备，其特征是，所述的预设的标准时频矩阵包括电压暂降矩阵、电压暂升矩阵、电压波形缺口矩阵、电压波形尖峰矩阵、振荡暂态矩阵、短时谐波矩阵、电压暂降+谐波矩阵以及电压暂升+谐波矩阵。
25.—种基于S变换的SDPQD识别系统，其特征是，所述的系统包括至少一个监测设备，用于实时采集变电站上的SDPQD信号；基于S变换的SDPQD识别设备，用于从所述的监测设备上采集并识别所述的SDPQD信号。
全文摘要
本发明实施例提供了一种基于S变换的SDPQD识别方法、设备以及系统，该方法包括采集变电站上的短时电能质量扰动SDPQD信号；将采集的SDPQD信号进行离散S变换生成时频矩阵；将所述的时频矩阵进行尺度缩放；根据预设的标准时频矩阵确定所述的时频矩阵各行的相似度值；根据所述的各行相似度值确定所述的时频矩阵的平均相似度值；根据所述的时频矩阵的平均相似度值识别所述的SDPQD信号。解决了现有技术中的识别方法只能对简单扰动信号进行识别，无法识别诸如暂态振荡、短时谐波等复杂扰动信号的问题。
文档编号G01R31/00GK102608441SQ20111002692
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者杨洪耕, 王建伟, 蔡维, 赵燕坤, 邓春, 锁娟 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司