基于daubechies小波的多分辨分解在电压闪变信号分析中的应用

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1、基于Daubechies小波的多分辨分解在电压闪变信号分析中的应用刘会金，吴玉蓉，熊玲玲（武汉大学电气工程学院，湖北  武汉430072）　　摘　要：电压闪变是低频时变的非平稳信号，传统的傅里叶变换在分析非平稳信号方面存在很大的局限性，而小波变换具有时频局域化性质，是分析这类信号的有力工具。提出了利用小波多分辨分析提取电压闪变信号的方法,并根据小波函数的特点和分析的目的，选用不同N值(消失矩阶数)的Daubechies小波对闪变信号进行特征提取、定位及去噪处理。根据调幅波的时频信息，获得闪变信号的频率和幅值；通过检测小波变换模极大值，实现了对电压闪变发

2、生、恢复时间的精确定位；并采用软阈值方法消去电压闪变信号中的噪声。仿真结果表明，不同N值的Daubechies小波和多分辨分析的结合在信号分析中可以取得良好的效果。　　关键词：电压闪变；Daubechies小波；多分辨分析；去噪  ApplicationofwaveletmultiresolutiondecompositionusingDaubechiesinvoltageflickeranalysisLIUHuijin，WUYurong，XIONGLingling（SchoolofElectricalEngineering，WuhanUniversi

3、ty，Wuhan430072，China）　　Abstract:Voltageflickerisalowfrequencyandtimevaryingnonstationarysignal.TraditionalFouriertransformhaslargelimitationwhenitanalyzesnonstationarysignal.However,wavelettransformhasoutstandingtimefrequencylocalizationcharacteristics.Consequently,itisapow

4、erfultooltoanalyzesuchsignal.Thepaperproposesamethodwhichuseswaveletmultiresolutionanalysistoextractcharacteristicsofvoltageflicker.Furthermore,differentN(numberofvanishingmoments)ofDaubechieswaveletbasisareselectedtoextractthecharacteristics,localizethetime,anddenoisingaccordi

5、ngtothe  propertyofwaveletfunctionandtheanalyzingobject.Thesignalfrequencyandamplitudecanbeachievedusingthetimefrequency  informationandwavelettransformmodulusmaximaaredetectedtolocalizethestarttimeandendtimeofvoltageflickeranddenoisingbysoftthresholdrespectively.Thesimulatio

6、nsshowthatthemethodscangetbetterresults.　　Keywords:voltageflicker;Daubechieswavelet;multiresolutionanalysis;denoising0引言　　电压闪变是指频率在0.5～30Hz时包络线内电压的有规则变动或者幅值通常不超出0.9p.u.至1.1p.u.的一系列电压随机变化。其闪变敏感的频率范围集中在6～12Hz，其中正弦调幅波在8.8Hz的照度波动最为敏感。　　电压闪变为调幅波，为低频时变的非平稳扰动信号，电压闪变的特征量主要通过闪变波动的幅值、频率以

7、及闪变发生和结束的时间来表现。由于傅里叶变换只揭示了时间函数与频谱函数之间的内在联系，所提取的信号频谱反映的是信号在整个时间范围内的全部频谱成分，而不能体现信号的突发性的局部化特征。因此，傅里叶变换没有时间定位或时间局域化的能力,不能用来分析电压闪变信号。　　本文采用小波多分辨分析提取电压闪变的特征量，即闪变的频率、幅值以及闪变发生和结束的时间。根据解调信号的时频特性以及小波函数本身的特点，选用不同N值的Daubechies小波对闪变信号进行多分辨分解，以得到相关频带上的小波系数。利用小波逆变换重构提取信号的频率和幅值。并根据小波变换系数的模极大值

8、特性准确地检测出闪变发生和结束的时间。本文还对闪变信号的去噪方法进行了阐述。仿真研究验证了本方