一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108985179A(43)申请公布日2018.12.11(21)申请号201810647073.8(22)申请日2018.06.22(71)申请人福建和盛高科技产业有限公司地址361001福建省厦门市思明区湖滨西路9号6A-4室(72)发明人黄永冰刘持涛曹立波林丽燕黄其烟(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G01R31/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法(57)摘要本发明涉及一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法，首先采集原始电能质量信号；对其进行预处理，并选择db3小波基函数对预处理后的一维染噪电能质量模拟信号进行3层小波分解，得到一组小波系数；然后利用改进的小波阈值函数与使用统一阈值法计算出的阈值对进行阈值量化处理，得到估计小波系数；最后由阈值量化处理后的第1层到第3层的高频小波系数和第3层的低频小波系数实行小波逆变换，进行信号重构，得到重构信号。本发明改进后的小波阈值函数解决了去噪与保留原始电能质量信号局部特征信息之间的矛盾问题。CN108985179ACN108985179A权利要求书1/2页1.一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：采集原始电能质量信号；步骤S2：对步骤S1采集的原始电能质量信号进行预处理，并加入高斯白噪声，得到一维染噪电能质量模拟信号f(t)；步骤S3：对步骤S2获得的一维染噪电能质量模拟信号f(t)进行3层小波分解，得到一组小波系数ωj,k；步骤S4：采用统一阈值法计算出阈值，并利用该阈值与改进的小波阈值函数对步骤S3得到的一组小波系数ωj,k进行阈值量化处理，得到估计小波系数步骤S5：对阈值量化处理后的第1层到第3层的估计小波系数中的高频小波系数和第3层的估计小波系数中的低频小波系数实行小波逆变换，进行信号重构，得到重构信号2.根据权利要求1所述的一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法，其特征在于：步骤S1中，所述原始电能质量信号包括电压暂降的电能质量信号、电压暂升的电能质量信号、电压中断的电能质量信号。3.根据权利要求1所述的一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法，其特征在于：步骤S2中，所述预处理包括对获得的原始电能质量信号进行时间段的截取与幅值处理。4.根据权利要求1所述的一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法，其特征在于：步骤S3中采用db3小波基函数对一维染噪电能质量模拟信号f(t)进行3层小波分解。5.根据权利要求1所述的一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法，其特征在于：步骤S4具体包括以下步骤：步骤S41：采用统一阈值法对步骤S2得到的一维染噪电能质量模拟信号f(t)进行计算，得到相应的阈值T，具体采用下式：式中，N为信号的采样长度，σ为噪声信号的标准差；步骤S42：将步骤S3中得到的一组小波系数ωj,k带入到改进的小波阈值函数表达式中，对ωj,k进行阈值量化处理，得到估计小波系数其中，改进的小波阈值函数表达式为：式中，sgn为符号函数，ξ表示加权因子。6.根据权利要求5所述的一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法，其特征在于：步骤S42中，所述加权因子的取值为：7.根据权利要求5所述的一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法，其特2CN108985179A权利要求书2/2页征在于：步骤S42还包括，使的值达到最小。3CN108985179A说明书1/5页一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法技术领域[0001]本发明涉及电能质量信号去噪方法，特别是一种基于改进小波阈值函数的电能质量信号去噪方法。背景技术[0002]近年来，随着各种电力电子器件的广泛使用及非线性、冲击性、波动性负荷的不断增加，由此带来的电能质量问题越来越引起电力部门和电力用户的高度重视，那么如何准确、快速、有效地检测各种类型的电能质量事件显得尤为重要。[0003]然而在实际应用中，利用监测与数据采集设备获取的电能质量信号会因设备运行内、外部条件变化等原因引入随机噪声；另外，在测量和信道传输数据时，电能质量信号也会被噪声污染。噪声的存在会恶化扰动检测和识别方法的有效性，有时甚至会使它们失效。因此近年来关于电能质量信号去噪的研究也引起高度重视。[0004]电能质量信号去噪的难点是在有效去除噪声的同时，保留原始信号的局部特征信息。近年来，国内外对电能质量信号去噪问题已经展开广泛而深入的研究和探讨，涌现了大量的去噪方法，如线性滤波技术去噪、高斯滤波技术去噪、EMD分解