电能质量的S 变换仿真

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1、总第46卷第522期电测与仪表Vol.46No.5222009年第06期ElectricalMeasurement&InstrumentationJun.2009电能质量的S变换仿真*谷金宏，刘琪，程超会(河南师范大学，河南新乡453007)摘要:针对电能质量扰动信号的特征，介绍了一种基于S变换的信号检测与分类的方法。该方法利用S变换模矩阵来检测电能质量扰动信号，并对其进行分类。对影响电能质量的8种扰动信号（电压凹陷、电压隆起、短时中断、电压尖峰、电压缺口、谐波、间谐波和瞬态振荡）进行了仿真。仿真结果表明，该方法可以准确地确定扰动发生时刻和持续时间，能够对电能质量扰动信

2、号进行简单、直观地分类。关键词：电能质量扰动；S变换；S变换模矩阵；短时傅里叶变换中图分类号:TM933；TN911.72文献标识码:A文章编号：1001-1390（2009）06-0051-05SimulationofPowerQualityUsingS-TransformGUJin-hong,LIUQi，CHENGChao-hui(HenanNormalUniversity,Xinxiang453007,Henan,China)Abstract:Accordingtothesignalcharacteristicsofpowerqualitydisturbances

3、,adetectionandclassificationmethodbasedonS-Transformisproposed.TheS-transformmodulematrixisusedtodetectandclassifypowerqualitydisturbancesignal.Eightdisturbancesignals(voltagesag,voltageswell,momentaryinterruption,voltagespike,voltagenotch,harmonic,inter-harmonicandoscillatorytransients)

4、whichinfluencepowerqualityhavebeensimulated.Theresultsshowthatthemethodcanbeusedtolocalizethedisturbancetimeanddurationpreciselyandclassifythemsimply.Keywords:powerqualitydisturbance,S-transform,S-transformmodulematrix,short-timeFouriertransform0引言小波变换是一种比较新的时频分析方法，因其具现代电力系统中，电力电子设备的应用越来

5、越广有良好的时域-频域局部化特性，适合于分析暂态、突泛，各种非线性、冲击性、波动性负载也大量增加，使变信号，在电能质量扰动分析中得到了广泛的应用。电力系统所遭受的电能质量污染也日趋严重。同时信但是小波变换也存在局限性，它在检测高频扰动信号息科技的发展则对电能质量及供电可靠性提出更高方面很有优势，但对于低频扰动，如电压暂降、电压暂的要求。对电能质量进行监测和分析是发现电力质量升等，却不好很好的检测和定位，尤其在噪声环境下，问题并进行治理和改善的前提条件，而如何从大量的而且过程不够简便，结果缺乏直观性。电能质量扰动信号中自动提取特征并进行正确分类S变换是由连续小波变换(CW

6、T)和短时傅里叶变则是电能质量监测分析系统首先要解决的问题。换(STFT)结合发展起来的另一种时频分析方法[1]，其目前，常用的电能质量扰动信号分析方法有短时引入了宽度与频率成反向变化的高斯窗，具有与频率[1]傅里叶变换(STFT)和小波变换(WT)。STFT选取了相关的分辨率。由于S变换具有很好的时频特性，因[2,3]不同时窗宽度的窗函数，但对于任一个固定的窗函而在很多领域中都被广泛应用，并且非常适合电能数，时频窗不随时间和频率变化，因而它不能随着要质量扰动信号的提取。本文利用S变换模矩阵的时频分析的信号成分是高频信息或低频信息而相应变化，等值线图对常见的8种电能质量

7、扰动信号（电压凹所以它只适合于分析平稳信号，而不适合分析时变信陷、电压隆起、短时中断、电压尖峰、电压缺口、谐波、号，当然也就不能实现信号突变点的准确定位。间谐波和瞬态振荡）进行了仿真,并与STFT在检测瞬时振荡信号进行比较。*国家自然科学基金资助项目（10704060A040505）-51-总第46卷第522期电测与仪表Vol.46No.5222009年第06期ElectricalMeasurement&InstrumentationJun.2009221S变换的基本原理-2πmj2πmkN-12nm+nnN1.1一维连续S变换S[kT,