本發(fā)明涉及一種基于改進(jìn)HHT的電壓閃變檢測算法，屬于信號處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電網(wǎng)中分布式電源的大量接入以及各種非線性、沖擊性和波動性負(fù)荷的投入，加劇了電網(wǎng)中的電壓波動，電網(wǎng)中的電壓閃變頻繁出現(xiàn)，給工業(yè)生產(chǎn)和社會生活造成嚴(yán)重影響。供用電企業(yè)都希望檢測到準(zhǔn)確的電壓閃變參數(shù)，從而有針對性地加裝補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行電壓閃變治理，以改善電能質(zhì)量。

近年來，電壓波動和閃變檢測問題已逐漸成為研究熱點(diǎn)，IEC給出了衡量閃變強(qiáng)度值的檢測原理框圖，學(xué)者們根據(jù)框圖提出了多種計(jì)算短時閃變、長時閃變的計(jì)算方法，但這些方法不適用于時變電壓閃變信號的檢測。目前常用的閃變檢測方法主要有平方解調(diào)法、小波變換法，F(xiàn)FT分解法、Hilbert變換法和S變換法等等。小波包分析與擬同步檢波的方法雖可提取電壓閃變包絡(luò)、高頻細(xì)節(jié)以及突變時間，但如何選擇合適的小波基仍需進(jìn)一步研究。FFT方法檢測閃變信號得到廣泛使用，但對于閃變頻率非FFT頻率分辨率整數(shù)倍的閃變信號，采用FFT方法會產(chǎn)生柵欄效應(yīng)，從而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。Teager能量算子對電壓閃變信號進(jìn)行辨識，此方法對低頻部分的閃變信號具有較高的辨識準(zhǔn)確度，但對高頻部分閃變信號，辨識準(zhǔn)確度卻較低。原子分解法檢測電壓閃變信號，其檢測參數(shù)的準(zhǔn)確度較高，但是計(jì)算量大，運(yùn)行時間較長。Prony與Hilbert相結(jié)合的電壓閃變檢測方法，選擇基于Hilbert變換的算法對電壓波動信號進(jìn)行檢測，引入擴(kuò)展Prony算法估計(jì)出信號頻率參數(shù)，但抗噪能力不理想。HHT電壓閃變檢測方法方法中的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（EMD）存在著模態(tài)混疊以及端點(diǎn)飛翼現(xiàn)象，使得分解出的IMF分量不理想，嚴(yán)重影響了閃變參數(shù)檢測的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種改進(jìn)HHT的電壓閃變檢測算法，提高檢測出的閃變參數(shù)準(zhǔn)確度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于改進(jìn)HHT的電壓閃變參數(shù)檢測算法，包括以下步驟：

1）對采集到的離散電壓信號，使用Hilbert變換方法提取電壓包絡(luò)信號；

2）在EMD“篩選”步驟中，通過使用四點(diǎn)插值細(xì)分算法“分裂”出新的控制點(diǎn)供三次樣條插值擬合包絡(luò)線的方法對其進(jìn)行改進(jìn)；

3）使用改進(jìn)的EMD對電壓包絡(luò)信號進(jìn)行分解，隨后對分解出的一組IMF分量分別使用Hilbert變換方法提取出閃變幅值和閃變頻率參數(shù)。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟1）中的提取電壓包絡(luò)信號a(t)的Hilbert變換方法，具體為，

（1）

（2）

式中：X(t)為提取的電壓信號，Y(t)為X(t)的Hilbert變換，*表示卷積；t表示時間；τ表示積分分量。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟2）中的使用四點(diǎn)插值細(xì)分算法“分裂”新的控制點(diǎn)，從而對EMD“篩選”步驟進(jìn)行改進(jìn)，具體為，

給定控制點(diǎn)，k=0,1,2…n，其中i表示控制點(diǎn)的序列號，k表示控制點(diǎn)的層數(shù)；當(dāng)k=0時，為初始層控制點(diǎn)；

根據(jù)下列細(xì)分規(guī)則，求出第k+1層的控制點(diǎn)；

（3）

其中ω為張量參數(shù)，一般取其為1/16時，擁有最佳的Holder正則性；為使細(xì)分迭代層數(shù)可控，可對控制點(diǎn)的總個數(shù)進(jìn)行限制，具體個數(shù)視實(shí)際情況而定。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟3）中的Hilbert檢測IMF分量中的閃變幅值a₁(t)和閃變頻率f(t)，具體為，

（4）

（5）

（6）

式中，θ(t)為閃變信號相位，X(t)為提取的電壓信號，Y(t)為X(t)的Hilbert變換。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：

本文提出了一種改進(jìn)HHT的電壓閃變參數(shù)檢測方法，通過四點(diǎn)插值細(xì)分算法“分裂”更多的控制點(diǎn)供三次樣條插值算法擬合包絡(luò)線，使包絡(luò)線的過包絡(luò)與欠包絡(luò)問題得到緩解，優(yōu)化了EMD的“篩選”過程，使EMD分解的IMF分量更加理想，從而最終提升了電壓閃變參數(shù)的檢測準(zhǔn)確度。

附圖說明

圖1為算法流程圖；

圖2為改進(jìn)HHT算法中EMD的流程圖；

圖3為四點(diǎn)插值細(xì)分算法分裂圖；

圖4為EMD提取包絡(luò)線對比示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1-4所示，本發(fā)明提供一種基于改進(jìn)HHT的電壓閃變檢測算法，包括以下步驟：

1）對采集到的離散電壓信號，使用Hilbert變換方法提取電壓包絡(luò)信號a(t)，具體為，

（1）

（2）

式中：X(t)為提取的電壓信號，Y(t)為X(t)的Hilbert變換，*表示卷積；t表示時間；τ表示積分分量。

2）通過使用四點(diǎn)插值細(xì)分算法“分裂”新的控制點(diǎn)，從而對EMD“篩選”步驟進(jìn)行改進(jìn)，具體為，

給定控制點(diǎn)，k=0,1,2…n，其中i表示控制點(diǎn)的序列號，k表示控制點(diǎn)的層數(shù)；當(dāng)k=0時，為初始層控制點(diǎn)；

根據(jù)下列細(xì)分規(guī)則，求出第k+1層的控制點(diǎn)；

（3）

其中ω為張量參數(shù)，一般取其為1/16時，擁有最佳的Holder正則性；為使細(xì)分迭代層數(shù)可控，可對控制點(diǎn)的總個數(shù)進(jìn)行限制，具體個數(shù)視實(shí)際情況而定。

3）使用改進(jìn)的EMD對電壓包絡(luò)信號進(jìn)行分解，隨后對分解出的一組IMF分量分別使用Hilbert變換方法提取IMF分量中的閃變幅值a₁(t)和閃變頻率f(t)，具體為，

（4）

（5）

（6）

式中，θ(t)為閃變信號相位，X(t)為提取的電壓信號，Y(t)為X(t)的Hilbert變換。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于，針對應(yīng)用HHT算法進(jìn)行電壓閃變參數(shù)檢測過程中EMD分解出的IMF分量不理想而導(dǎo)致檢測準(zhǔn)確度不高的問題，本文提出了一種采用四點(diǎn)插值細(xì)分算法對HHT進(jìn)行改進(jìn)的電壓閃變參數(shù)檢測方法。通過四點(diǎn)插值細(xì)分算法“分裂”更多的控制點(diǎn)供三次樣條插值算法擬合包絡(luò)線，使包絡(luò)線的過包絡(luò)與欠包絡(luò)問題得到緩解，優(yōu)化了EMD的“篩選”過程，使EMD分解的IMF分量更加理想，從而最終提升了電壓閃變參數(shù)的檢測準(zhǔn)確度。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。