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《北京化工大学》 2011年
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压缩感知电能质量信号采样与检测方法研究

苗桂君  
【摘要】:随着工业规模的持续扩大和科学技术的迅猛发展,现代电力系统中增加了大量非线性、冲击性、波动性负载,导致电力系统遭受日益严重的电能质量危害。如何对电能质量进行有效分析与研究成为当前一项紧迫而重要的工作,受到国内外电工领域的广泛关注。为提高和改善电能质量,主要面临以下两方面难题:一方面需要解决海量电能质量数据的采集、压缩、存储与传输问题,另一方面需解决电能质量扰动的检测定位与识别问题。 本文首先介绍了电力系统电能质量问题的定义、标准、分类及电能质量压缩与检测的研究现状与发展趋势,构建了电能质量各种单一扰动和多重扰动的信号模型。 其次,深入探讨了压缩感知这一新理论的产生、研究现状、基本理论及其实现方法。在对比分析了以传统Nyquist理论为支撑的先采样后压缩方法的不足和国内外所采用特征提取方法的优缺点的基础上,首次将压缩感知理论应用于电能质量扰动信号采样与压缩中,设计了两种基于压缩感知理论的电能质量扰动一维压缩采样与重构方法,并给出了不同压缩采样比条件下该方案所能达到的性能指标,仿真实验结果表明该方法在采样的同时实现信号压缩,并能以高信噪比实现短时电能质量扰动信号的重构。 再次,本文将电能质量信号映射到二维空间,根据图像可稀疏表示的原理,研究了非稳态和稳态电能质量扰动信号的二维压缩采样与重构方法。针对含有多重扰动的校准源实测信号进行了算法的实验验证,其重构获得的电能质量信号能完全满足电能质量分析要求。在此基础上,通过仿真实验对比分析了二维傅立叶基和二维小波基的重构效果。 最后,利用目前文献中广泛研究的时频分析方法小波变换进行仿真实验,并分析了小波变换在进行电能质量扰动检测定位问题中的优缺点和性能。针对传统电能质量采样、压缩、检测定位各步骤互相孤立、分离进行的缺点,深入研究并设计了将压缩感知理论和原子分解相结合的电能质量扰动压缩采样及参数估计融为一体的方法。针对短时和稳态扰动信号进行压缩采样,直接使用少量的测量数据,在进行信号重构的同时实现检测,得出全面的参数估计。并在含噪的情况下分析该算法的性能,对比分析了基于小波变换的检测定位方法的不足及本文所提方法的优点,为后续的扰动识别和分类提供了坚实的理论与实践基础。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM76

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 于华楠;代芳琳;邹潇;;三相电能质量扰动信号压缩方法研究[J];电测与仪表;2014年23期
2 曾嘉俊;;电能质量扰动信号压缩采样的重构算法研究[J];中国电业(技术版);2014年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙毅;面向智能用电的无线传感器网络关键技术研究[D];华北电力大学(北京);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卜琰;基于电能质量监测数据的负荷建模研究[D];山东大学;2018年
2 王楚然;基于压缩感知的智能配电网采集系统研究[D];北京交通大学;2018年
3 童新;短时电能质量扰动信号的压缩重构方法研究[D];西华大学;2018年
4 何泓运;基于压缩感知的电力系统动态状态估计[D];燕山大学;2017年
5 郭俊龙;压缩感知信道估计与小波信号检测方法的研究[D];北京化工大学;2016年
6 吴翃轩;压缩感知电能质量数据重构方法研究[D];江苏大学;2016年
7 杨烁;电能质量扰动信号的稀疏表示/压缩采样研究[D];西南交通大学;2015年
8 梁社潮;基于压缩传感理论的电能质量数据压缩的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
9 田霄;基于小波变换的多尺度电能质量信号压缩采样方法研究[D];中南大学;2013年
10 谢家祖;基于压缩感知的线阵图像采集系统设计与实现[D];天津师范大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑伟彦;吴为麟;;基于二维小波包和v-SVR的电能质量数据压缩[J];电力系统保护与控制;2010年23期
2 郑伟彦;吴为麟;;基于混合小波包的电能质量数据压缩算法[J];电工电能新技术;2010年03期
3 刘毅;周雒维;冯浩;;电能质量监测网录波数据压缩方法[J];电网技术;2010年04期
4 贾清泉;于连富;董海艳;王宁;田杰;;应用原子分解的电能质量扰动信号特征提取方法[J];电力系统自动化;2009年24期
5 李树涛;魏丹;;压缩传感综述[J];自动化学报;2009年11期
6 付娟;周汉勇;姜勤;;基于S变换的暂态电能质量扰动检测与仿真[J];电力系统保护与控制;2009年21期
7 易吉良;彭建春;谭会生;;采用不完全S变换的电能质量扰动检测方法[J];高电压技术;2009年10期
8 王学伟;张宏财;;基于S变换和最小二乘支持向量机的电能质量扰动识别[J];电测与仪表;2009年08期
9 杨文娟;潘文霞;;基于提升小波包最优基的电能质量数据压缩[J];江苏电机工程;2009年03期
10 张蕊;王学伟;王琳;;基于GHM多小波的电力系统故障录波数据压缩算法[J];电测与仪表;2008年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李小波;基于压缩感知的测量矩阵研究[D];北京交通大学;2010年
2 何永远;基于小波和脊波的二维电能质量扰动信号检测与压缩[D];北京化工大学;2010年
3 王楠;基于CS理论的超分辨率深度图重建研究与摄像机阵列的研制[D];浙江大学;2010年
4 王宝贵;压缩传感实现方法的研究[D];北京交通大学;2009年
5 祝纯;电能质量暂态信号检测及谐波源定位方法研究[D];清华大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汤井田;李广;肖晓;李晋;周聪;朱会杰;;基于压缩感知重构算法的大地电磁强干扰分离[J];地球物理学报;2017年09期
2 庄燕滨;王化程;;分块子空间追踪算法[J];计算技术与自动化;2015年04期
3 黄南天;彭华;徐殿国;蔡国伟;杨尚群;;主动配电网电能质量信号高效压缩[J];电工技术学报;2015年S2期
4 周崇雯;罗骏;汪芳宗;李世明;温柏坚;;基于不完全S变换的低频振荡可视化实时监测方法[J];电力系统保护与控制;2015年24期
5 王晓光;范彦君;;基于广义双曲S变换的电能质量快速检测算法[J];浙江电力;2015年11期
6 胡标;王晓光;吴素敏;吴丽娜;;基于局部均值分解的电压暂降检测新方法[J];计量学报;2015年06期
7 陈秀梅;王敬时;王伟;赵扬;汤敏;;基于非下采样轮廓波的MRI图像的压缩感知重构[J];计算机科学;2015年11期
8 陈雷;郑德忠;赵兴涛;廖文喆;李占友;;基于匹配追踪稀疏分解的电能质量扰动检测[J];仪器仪表学报;2015年11期
9 陈晓静;李开成;张明;许峰;王可;;基于强跟踪滤波器的电压暂降检测[J];高电压技术;2015年10期
10 李鹏;范三龙;;基于IEC 60870-5-103规约扩展的牵引供电实时负荷录波设计与实现[J];电气技术;2015年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王剑英;基于SPIN的压缩感知异步电动机故障诊断研究[D];兰州交通大学;2018年
2 李现虎;遥感影像压缩感知与融合算法研究[D];北京建筑大学;2018年
3 杨朝煜;压缩感知稀疏表示和观测矩阵的研究[D];华南理工大学;2018年
4 常傲;基于压缩感知的地震数据高效采集方法研究[D];吉林大学;2018年
5 常庞帆;基于改进型遗传算法的网络节点定位方法研究[D];东北林业大学;2018年
6 赵永峰;基于压缩感知的近场声全息算法研究及DSP实现[D];西南科技大学;2018年
7 王晗;基于压缩感知的高光谱遥感影像重构方法研究[D];东北林业大学;2018年
8 徐英超;压缩感知方法在海洋声层析中的应用研究[D];浙江海洋大学;2018年
9 姜欢;压缩感知中的机会约束优化模型及其光滑近似[D];辽宁师范大学;2018年
10 杨文;基于压缩感知理论的滚动轴承故障诊断方法研究[D];兰州理工大学;2018年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王学伟;王琳;苗桂君;陆以彪;韩东;万洪杰;赵勇;;暂态和短时电能质量扰动信号压缩采样与重构方法[J];电网技术;2012年03期
2 李雪梅;苗桂君;王学伟;陆以彪;韩东;;电能质量信号压缩采样稀疏基性能研究[J];电测与仪表;2011年09期
3 沈跃;刘国海;刘慧;;随机降维映射稀疏表示的电能质量扰动多分类研究[J];仪器仪表学报;2011年06期
4 赵贻玖;戴志坚;王厚军;;基于压缩传感理论的随机等效采样信号的重构[J];仪器仪表学报;2011年02期
5 杨海蓉;张成;丁大为;韦穗;;压缩传感理论与重构算法[J];电子学报;2011年01期
6 苗桂君;王学伟;杨立国;张滨;;短时电能质量信号压缩采样方法的研究[J];电测与仪表;2010年12期
7 叶钒;何峰;梁甸农;朱炬波;;基于压缩感知的多频率信号融合[J];国防科技大学学报;2010年04期
8 石光明;刘丹华;高大化;刘哲;林杰;王良君;;压缩感知理论及其研究进展[J];电子学报;2009年05期
9 傅迎华;;可压缩传感重构算法与近似QR分解[J];计算机应用;2008年09期
10 刘志刚,张友刚,钱清泉;小波网络在电力系统故障信号处理中的应用研究[J];电网技术;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 沈跃;基于压缩感知理论的电力系统数据检测与压缩方法研究[D];江苏大学;2012年
2 唐亮;压缩感知及其在超宽带无线传感器网络中的应用研究[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹思扬;电能质量扰动信号的压缩感知研究[D];西南交通大学;2016年
2 杨雪莲;压缩感知理论在小电流接地故障选线中的应用[D];西南交通大学;2016年
3 李爱刚;基于压缩感知的电能质量扰动数据压缩方法的研究[D];哈尔滨理工大学;2016年
4 黄冬梅;基于压缩感知的模拟—信息转换器研究[D];南京航空航天大学;2016年
5 杨烁;电能质量扰动信号的稀疏表示/压缩采样研究[D];西南交通大学;2015年
6 陈浩;1比特压缩感知中的信号重构方法研究[D];电子科技大学;2015年
7 薛文婷;暂态电能质量扰动检测分析与评估的研究[D];华北电力大学;2015年
8 杨柳;1-Bit压缩感知技术研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
9 王大为;数据压缩方法研究及其在电力系统中的应用[D];燕山大学;2014年
10 吕连佳;基于OFDM的低压电力线信道估计的分析与研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卜琰;基于电能质量监测数据的负荷建模研究[D];山东大学;2018年
2 王楚然;基于压缩感知的智能配电网采集系统研究[D];北京交通大学;2018年
3 马聪聪;基于压缩感知和行波自然频率的输电线故障定位算法研究[D];东北电力大学;2018年
4 何泓运;基于压缩感知的电力系统动态状态估计[D];燕山大学;2017年
5 张星;基于小波与压缩感知的电能质量信号压缩技术研究[D];兰州理工大学;2016年
6 曹思扬;电能质量扰动信号的压缩感知研究[D];西南交通大学;2016年
7 张瀚文;基于字典学习的电能质量数据压缩重构与扰动识别研究[D];江苏大学;2016年
8 吴翃轩;压缩感知电能质量数据重构方法研究[D];江苏大学;2016年
9 李爱刚;基于压缩感知的电能质量扰动数据压缩方法的研究[D];哈尔滨理工大学;2016年
10 杨烁;电能质量扰动信号的稀疏表示/压缩采样研究[D];西南交通大学;2015年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖先勇;李逢;邓武军;;雷击与短路故障的S变换特征量识别方法[J];高电压技术;2009年04期
2 刘鑫;杨洪耕;赵俊;;基于S变换模时频矩阵局部相似度的短时电能质量扰动分类[J];电力系统自动化;2009年08期
3 易吉良;彭建春;;基于广义S变换的短时电能质量扰动信号分类[J];电网技术;2009年05期
4 周建萍;郑应平;王志萍;;最小二乘支持向量机分类问题的算法实现[J];上海电力学院学报;2008年04期
5 孙玉宝;肖亮;韦志辉;邵文泽;;基于Gabor感知多成份字典的图像稀疏表示算法研究[J];自动化学报;2008年11期
6 唐轶;刘昊;方永丽;;基于时域特征分析的电能质量扰动分类[J];电力系统自动化;2008年17期
7 方红;章权兵;韦穗;;基于亚高斯随机投影的图像重建方法[J];计算机研究与发展;2008年08期
8 王永玉;孙衢;袁超伟;;基于整数小波变换和SPIHT编码的录波数据压缩算法[J];继电器;2008年11期
9 崔雪;刘会金;张全明;廖清芬;;基于形态-复小波暂态电能质量扰动检测及定位[J];高电压技术;2008年05期
10 李玲;金国彬;黄绍平;;基于时频平面脊信息提取的电能质量扰动检测[J];高电压技术;2008年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 项崇明;基于DM642的网络摄像机研制[D];浙江大学;2007年
2 张向程;基于小波变换的电力谐波参数测量方法研究[D];湖南大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 武昕;王震;;基于稀疏采样的电能质量信号采集方法[J];计算机应用;2016年S2期
2 纪萍;陈玲;胡娟;;基于压缩感知的电能质量数据压缩技术研究[J];控制工程;2016年11期
3 张红;雷志国;李生珠;;电能质量概述[J];电子制作;2014年23期
4 ;第九届电能质量研讨会将在江苏南京举办[J];电气应用;2018年12期
5 滕淑青;;供电企业电能质量管理与节能降耗问题分析[J];通讯世界;2017年01期
6 ;第五届全国电能质量学术会议征文通知[J];大功率变流技术;2017年01期
7 ;第五届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛会议通知[J];高压电器;2017年06期
8 Kurt Schipman;;电能质量至关重要[J];电气时代;2017年08期
9 姚岳;史新华;周茜;;配电网电能质量及改善措施[J];大众用电;2016年04期
10 张锋;;配电网动态电能质量问题与对策分析[J];山东工业技术;2016年20期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;序言[A];陕西省电网节能与电能质量技术学会2014年学术交流会论文集[C];2014年
2 王巍;刘刚;章晓敏;;电能质量用户数据服务中心关键技术研究[A];第四届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛:电能质量与高效优质用电论文集[C];2015年
3 卓放;;大会主席欢迎词[A];第四届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛:电能质量与高效优质用电论文集[C];2015年
4 杨为清;;承办单位山东山大华天科技集团股份有限公司总裁欢迎词[A];第四届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛:电能质量与高效优质用电论文集[C];2015年
5 何学农;;现代电能质量测量技术_前言[A];第四届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛:电能质量与高效优质用电论文集[C];2015年
6 潘震东;;电能质量污染的影响与对策[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
7 姚建忠;;对提高电能质量的理解分析[A];2002年晋冀鲁豫鄂蒙川沪云贵甘十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2002年
8 郭成;杜朝波;李胜男;赵泽平;;构建面向电网技术监督平台的电能质量数据融合[A];2012年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2012年
9 郭成;杜朝波;李胜男;赵泽平;;构建面向电网技术监督平台的电能质量数据融合[A];2012年云南电力技术论坛论文集[C];2012年
10 ;亚洲电能质量联盟中国合作组简介[A];分布式发电、智能微电网与电能质量——第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 见习记者 高一丁;四川12398:3月电能质量问题较集中[N];中国电力报;2019年
2 本报记者 余璇;个别地区电能质量有待提升[N];中国电力报;2017年
3 记者 余璇;电能质量问题较为突出[N];中国电力报;2018年
4 秦虹;电能质量优化市场达700亿元[N];中国电力报;2015年
5 本报记者 栗清振;电能质量改善应预防和治理相结合[N];中国电力报;2014年
6 见习记者 秦虹 本报记者 李涛;电能质量体检亟待步入正轨[N];中国电力报;2014年
7 ;电能质量不容忽视 标准化大有可为[N];中国质量报;2012年
8 山西省电力公司晋中供电分公司 任爱仙;电能质量测试的研究与应用[N];山西科技报;2011年
9 本报记者 王淑梅;电能质量产业的机遇与挑战[N];机电商报;2010年
10 本报记者 王淑梅;电能质量产业将迎来新的发展机遇[N];机电商报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王映品;统一电能质量调节器(UPQC)的关键技术研究[D];华南理工大学;2017年
2 杨用春;基于MMC的统一电能质量调节器运行控制关键问题研究[D];华北电力大学(北京);2018年
3 苏天诺;电气化铁路牵引站电能质量问题的建模与控制[D];武汉大学;2014年
4 李鹏;统一电能质量控制器UPQC及其H_∞控制方法的研究[D];华北电力大学(河北);2004年
5 金广厚;电能质量市场体系及若干基础理论问题的研究[D];华北电力大学(河北);2005年
6 杨杰;电能质量远程监测与有源电力滤波研究[D];华南理工大学;2003年
7 赵丽平;基于Multi-agent的电能质量监控网络的研究[D];西南交通大学;2006年
8 李勋;统一电能质量调节器(UPQC)的分析与控制[D];华中科技大学;2006年
9 张国荣;电能质量综合调节器(UPQC)及其控制策略研究[D];合肥工业大学;2008年
10 张允;单相统一电能质量控制器的研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苗桂君;压缩感知电能质量信号采样与检测方法研究[D];北京化工大学;2011年
2 胡海兵;电能质量实时检测的研究[D];浙江大学;2003年
3 周碧红;在线式电能质量检测仪的研究[D];上海交通大学;2009年
4 张瀚文;基于字典学习的电能质量数据压缩重构与扰动识别研究[D];江苏大学;2016年
5 王浩然;统一电能质量调节器畸变量检测算法的研究[D];太原科技大学;2018年
6 林琳;电弧炉的谐波特性以及对电能质量的影响研究[D];华北电力大学;2015年
7 王雪;单相光伏供电系统研究[D];华北电力大学(北京);2012年
8 孙海东;电能质量时间序列关联分析及数据驱动治理策略研究[D];燕山大学;2018年
9 师魁;基于互联网云的电能质量数据中心及其应用[D];东南大学;2018年
10 韩怡文;炼钢厂典型负荷的谐波问题及解决方案[D];西南科技大学;2017年
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