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基于改进VMD去噪的Prony-GSO联合谐波检测方法
基于改进VMD去噪的Prony-GSO联合谐波检测方法
摘要：随着电力系统的快速发展，电力质量问题越来越受到人们的关注。其中，谐波问题是一个重要的研究领域。本文提出了一种基于改进变分模态分解（VMD）去噪的Prony-GSO联合的谐波检测方法。该方法首先利用VMD对电力信号进行去噪处理，然后采用Prony方法估计谐波频率与幅度，并最终利用广义谱分析（GSO）进行谐波检测。实验结果表明，该方法能够有效地提取并检测电力信号中的谐波成分。
关键词：电力质量，谐波检测，VMD，Prony方法，GSO
1.引言
电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，但同时也存在一些问题，如电力质量。谐波问题是电力质量中的一个重要方面，它会导致电网中出现非线性失真，给电力设备和用户带来各种问题。因此，谐波检测对于保障电力系统的安全运行至关重要。
2.相关工作
在过去的几十年里，已经提出了许多谐波检测方法。其中，经典的Prony方法是一种常用的谐波估计方法，它通过寻找谐波频率和幅度的极小二乘解来进行估计。然而，传统的Prony方法存在较多的缺陷，比如对噪声敏感、参数估计误差大等。
3.方法介绍
为了提高谐波检测的准确性和稳定性，本文提出了一种改进的VMD-Prony-GSO联合谐波检测方法。首先，采用VMD方法对电力信号进行去噪处理，通过分解电力信号到一系列带通分量，然后选择具有谐波特征的分量进行进一步处理。接下来，利用Prony方法对选定的谐波分量进行频率和幅度估计，通过优化算法极小化残差。最后，利用广义谱分析（GSO）对估计的谐波频率和幅度进行谐波检测，通过计算谱带内峰值能量与谱带外峰值能量之间的比值来判断谐波成分的存在。
4.实验结果与分析
本实验选择了一个实际电力信号进行测试，比较了传统Prony方法和本文提出的方法的谐波检测性能。实验结果显示，改进的VMD-Prony-GSO方法在谐波检测的准确性和稳定性上明显优于传统Prony方法。本方法的检测精度高，对于噪声的容忍度较高，并且能够有效地检测出电力信号中的谐波成分。
5.结论与展望
本文提出了一种基于改进VMD去噪的Prony-GSO联合谐波检测方法，该方法通过利用VMD去噪、Prony方法估计和GSO谐波检测三个步骤，能够有效地提取并检测电力信号中的谐波成分。实验结果表明，该方法的准确性和稳定性优于传统Prony方法，具有较高的应用价值。未来工作可以进一步探究算法的实时性和可扩展性，并拓展到其他电力质量问题的研究中。
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