电能质量信号的改进S 变换降噪方法

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1、第31卷第1期仪器仪表学报Vol.31No.12010年1月ChineseJournalofScientificInstrumentJan.2010*电能质量信号的改进S变换降噪方法1,2112易吉良,彭建春,罗安,谭会生（1湖南大学电气与信息工程学院长沙410082;2湖南工业大学电气与信息工程学院株洲412008）摘要：利用改进S变换提出了一种电能质量信号的降噪方法。首先提出了能量聚集度概念以此确定改进S变换的时频分辨率；接着利用白噪声在改进S变换域的分布特性检测电能质量有用信号能量在改进S变换时频面的区域；然后采用硬阈值

2、方法修正信号的改进S变换值，即保留其中的有用信号部分而其余部分置零；最后通过改进S反变换得到降噪后的信号。通过几种电能质量信号降噪处理的仿真实验以及和小波方法进行降噪性能比较的结果，验证了所提方法的有效性。关键词：电能质量；改进S变换；能量聚集度；统计分析；降噪中图分类号：TM714文献标识码：A国家标准学科分类代码：470·4051PowerqualitysignaldenoisingusingmodifiedS-transform1,2112YiJiliang,PengJianchun,LuoAn,TanHuisheng(

3、1CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China;2CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversityofTechnology,Zhuzhou412008,China)Abstract：ThispaperpresentsanewapproachofpowerqualitydisturbancedenoisingusingmodifiedS-tr

4、ansform.Theconceptofenergycongregationlevelisdefinedfordeterminingtheoptimaltime-frequencyresolution.ThedistributionpropertyofwhitenoiseinmodifiedS-transformdomainisemployedtodetecttheusefulpowerqual-ityregionintime-frequencyplane.Hardthresholdalgorithmisusedtoverif

5、ythevalueofthemodifiedS-transformmatrixelements.InversemodifiedS-transformisadoptedtogetthedenoisedwaveform.Intheendofthepapersimulationresultsareusedtoillustratethevalidityoftheproposedmethodandtheresultcomparisonwithwavelet-basedmethodisgiven.Keywords：powerquality

6、;modifiedS-transform;energycongregationlevel;statisticalanalysis;denoising有更直观的时频特性。目前，S变换在电能质量方面的1引言[8-10]应用主要是检测和分类，但分类结果受噪声的影响较大。若能将采集的电能质量信号进行降噪预处理，必将要治理电能质量问题,必须能快速准确地对其进行提高分类检测的正确率。[1]检测。在检测过程中，由于外部电磁干扰等各种噪声的改进S变换(modifieds-transform,MST)改善了白噪存在，会影响检测的准确率，因此，有

7、效地降噪是电能声的S变换功率谱随频率增高而线性增大的缺点，更适质量检测中关键问题之一。[11]合分析含噪信号。基于MST的定义，本文首先定义了小波降噪成了近年来的研究热点，这类方法的思想能量聚集度概念，用以确定MST时频分辨率的调整系是在小波分解的基础上采用阈值修正小波系数，然后利2数；接着定义了与功率谱相关的统计量，利用其服从χ[2-5]用该系数重构得到降噪信号。但小波方法的降噪效果分布的特点确定检测有用信号的阈值；然后对电能质量受采样率、基小波以及阈值算法的选择的影响较大。S信号的MST值采用硬阈值方法进行修正；最后通过改

8、进[7]变换首先由Stockwell等人提出，与小波变换相比，它S反变换得到降噪后的信号。通过几种电能质量信号的收稿日期：2009-04ReceivedDate：2009-04*基金项目：国家自然科学基金（50677015）资助项目第1期易吉良等：电能质量信号的改进S变换降噪