基于数学形态学和简化熵的电能质量扰动定位.pdf

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1、第52卷第12期电测与仪表VO1．52No．122015年6月25日ElectricalMeasurement&InstrumentationJun．25，2015基于数学形态学和简化熵的电能质量扰动定位宋平岗，万丽琴，韩梦梦，周琪琦(华东交通大学电气与电子工程学院，南昌330013)摘要：提出了简化熵的概念，并将其与数学形态学理论结合应用于电能质量扰动定位。首先，利用数学形态学理论构造了自适应尺度结构元素形态学滤波器，用于滤除噪声和谐波；其次，根据信息熵理论提出简化熵概念，将其用于表征信号每个时刻的稳定度以得到突变点位置；最后，分析对比了在幅度、谐波含量和白噪声含量不同时，该方法的有效性

2、，仿真结果表明，该方法能在多种干扰下快速有效的定位扰动发生时刻。关键词：简化熵；数学形态学；电能质量；扰动信号中图分类号：TM712文献标识码：A文章编号：1001—1390(2015)12—0023—07LocationofpowerqualitydisturbancesbasedonmathematicalmorphologyandsimplifiedentropySongPinggang，WanLiqin，HanMengmeng，ZhouQiqi(CollegeofElectricalandElectronicEngineering，EastChinaJiaoUniversity，N

3、anchang330013，China)Abstract：Theconceptofsimplifiedentropyisproposedandappliedindetectingthelocationofpowerqualitydisturb—ancescombinedwithMathematicalMorphology．Firstly，amorphologicalfilterwithadaptivestructureelementsisde-signedwiththetheoryofmathematicalmorphologytofilternoisesandharmonics．Then

4、，theconceptofsimplifieden—tropyisproposedbasedonthetheoryofinformationentropy，andusedtoshowthestabilityofthesignalforeachtimetoobtainasingularpoint．Finally，thevalidityofthemethodisanalyzedandcomparedindifferentconditionsoftheamplitude，harmoniccontentandwhitenoisevariance，thesimulationresultsshowth

5、atthismethodcanquicklyandefectivelydetectthedisturbancesdurationinthecaseofmuhipleinterference．Keywords：simplifiedentropy，mathematicalmorphology，powerquality，disturbances0引言立起来的一种非线性数学方法，它在电能质量扰动近年来，电能质量暂态扰动定位成为电能质量定位方面的应用越来越多，并取得了不少成果。分析领域的热点问题之一，在电网中，由多种扰动引以该理论为基础的形态滤波器，可以有效地提取信起的暂态电能质量问题主要为电压暂升

6、、暂降，电磁号的边缘轮廓以及信号的形状特征，克服了线性滤脉冲，振荡暂态等⋯，解决此类问题的前提就是对扰波的不足之处，是一种新型非线性滤波器。较之其动发生时刻进行定位j，因此，又快又准的定位扰动他方法具有计算速度快，实时性强，易于硬件实现等发生时刻方法是文中研究目的。优点。简化熵是从信息熵中引申出的自定义的新概目前，国内外学者对暂态电能质量问题进行了念，与信息熵的意义相似。信息熵是信息论中建立大量研究。小波变换方法更适于研究平稳信号，且起来的一种表征系统不确定度的数学方法，将其应需对小波基进行选择，计算复杂J。傅里叶方法需用于一维信号突变情况检测的研究越来越多，并取固定时窗，从而限制了其分析

7、电能质量暂态扰动的得不少成果1，以该理论为基础的简化熵能很好能力。神经网络方法虽可通过训练样本达到对扰的表征突变的位置。动进行分类的效果，但其样本需求量大，训练复杂，文中首先构造自适应尺度结构元素的形态滤波收敛速度较慢，较难满足实际应用要求j。器，对原信号进行滤波，以滤除相应的噪声和谐波，数学形态学是基于积分几何和随机集论所建再对滤波后信号进行差分，求得其差分信号，并求出一23—第52卷第12期电测与仪表V01．52NO