改进小波阈值算法在电能质量去噪中的应用.pdf

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1、《自动化与仪器仪表》2016年第2期(总第196期)改进小波阈值算法在电能质量去噪中的应用半姚建红1，张海鸥1，张守宇2，刘明3，孟磊1(1．东北石油大学电气工程系黑龙江大庆，163318)(2．大庆油田建设集团有限责任公司安装公司黑龙江大庆，163000)(3．中国石油天然气股份有限公司管道秦皇岛输油气分公司河北秦皇岛，066000)摘要：针对暂态电能质量信号的去噪问题，在传统硬阈值去噪和软阈值去噪的基础上，提出一种改进的小波阈值去噪算法。该算法对小波分解后的小波系数进行变换，从而将信号和噪声难以区分的区域进行放大，以便于选取合适的阈值，

2、进而实现对信号的去噪。通过与传统的小波闽值去噪方法进行对比仿真，从信噪比(sNR)、相对均方误差(RMSE)两项去噪指标来看，改进算法对其均有所改善，并能较好的保留原始信号的特征。关键词：电能质量；小波阂值去噪；小波系数变换；信噪比；相对均方误差中图分类号：TM712文献标识码：BDOI编码：10．14叭6／j．cnki-1001—9227．2016．02．057Abstract：Fortransientpowerqualitysignaldenoisingproblem，animprovedwaveletthresholddenoisin

3、galgorithmsbasedontheclassicalmethodofsoftandhardthresholdfhnctiondenoisingwaspresented．Itwastotmnsfb瑚waveletcoemcientsafterwaveletdecompositiontoenlargetheareawheretheoriginalsignalandthenoisewereclosetoeacho山ersoastoselecttheappropriatet}Iresholdfordenoising．Bycomparingw

4、ithtr丑ditionalwaveletthresholddenoisingmethod，thesimulationresultsillustratedthatitbringsimpmvementtotheindexesofsignaltonoiseratio(SNR)，relativemeansquareermr(RSME)andcanbetterkeepthecharacteristicsoftheodginalsignal．Keywords：Powerquality；Waveletthresholddenoising；Wavelet

5、coe佑cienttmnsfo册ation；SNR；RMSEO引言伴随我国高新技术产业的发展，电网中电能质量的噪声污染问题逐渐引起人们重视⋯。小波去噪是最近新兴起的去噪方法。硬阈值去噪和软阈值去噪是由Donoho和Johnston最先提出来的。2“1。通过硬阈值方法进行去噪，原始信号边缘等局部特征能够很好被保留。而软阈值去噪相对于硬阈值要平滑一些，但也会造成信号边缘失真现象，导致得到的重构信号中产生一些额外的振荡怕。6一。经小波变换后，可得到信号和噪声的小波变换系数，前者要大于后者，因此需要确定一个合适的阈值对信号进行去噪。然而原信号与噪声

6、信号的一些区域比较的接近，在进行小波阈值去噪时，原信号的细节容易被误当作噪声信号滤除掉。所以，把噪声和信号更好的区分开是小波去噪的一个关键点"“。。为了克服传统阈值去噪方法的不足，同时能更好地区分噪声与信号，本文提出一种改进的去噪算法。改算法的核心思想是进行小波系数的变换，所以首先构造了一个变换函数。在对信号进行小波分解后，应用变换函数对其进行变换。变换的目的是将小波系数中间易混淆的区域拉长，两端不易混淆的区域缩短。最后对变换后的小波系数进行去噪、逆变换、重构。结果表明利用本文的方法不仅可以克服上述传统阈值去噪方法的缺点，同时还可以更好的保

7、留原始信号的重要信息，从而更好地重现原信号。1传统的小波阈值去噪算法信号和噪声在小波变换域中具有不同的特性，所以，根据这个原理提出了小波去噪。在电力系统中，白噪声被认为是常见的噪声。经过小波变换后，幅值较小、数目较多的小波系收稿日期：2015—10一17+基金项目：黑龙江省自然科学基金(No．砣01404)，地震波场数据压缩感知重建理论及方法研究。作者简介：姚建红(197l一)，女，教授，博士，主要研究方向为电力电子技术及其应用。数主要是噪声的能量部分，其分布相对均匀。而幅值较大、数目较少的小波系数则是原始信号的能量部分，且分布相对集中p。

8、1⋯。所以，根据这一特点，选取去噪阈值，对信号进行去噪处理。含噪信号八￡)可写成：八f)=5(￡)+e(￡)(1)其中，s(￡)为原始信号，e(￡)为噪声信号。小波变换是线性变换