CN113176431A - 一种电压暂降起始时刻定位分析方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电压暂降起始时刻分析方法及其装置，该方法包括以下步骤：获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号，所述电压暂降特征信息包括有瞬时电压变化幅值信息和时间信息；根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构信号进行分解的小波基函数；基于所述小波基函数，对所述重构信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；对所述特征向量进行图形显示。通过这种方法可以实现较准确的提取了电压暂降的起止时刻信息，实现了对电压暂降的起止时刻的有效分析和检测。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种电压暂降起始时刻分析方法及其装置。
背景技术
电压暂降起止时刻是重要的暂降特征量，电压暂降就是电压突然降低，但是在很短时间内又恢复正常，电压暂降的特点是时间很短，但是降低的幅度很大，引起电压暂降的原因是线路中在短时间内出现了远远超过正常情况的电流，结果导致出现了远低于正常电压的电压，引起瞬间大电流的原因往往是线路中出现了短路故障。不同起止时刻(对应不同的波形点)、不同持续时间的电压暂降对用户和设备的影响程度也不相同，例如，由机器人控制对金属部件进行精密加工的机械器具，当电压低于90％、持续时间超过40—60ms时，被跳闸，从而导致产品的质量和安全不能得到保障；而对于一些精细加工业中的电机，当电压低于90％且持续时间超过60ms时，电机就会跳闸而退出运行；对于计算机当电压低于60％，持续时间超过240ms时，计算机将受到影响，如数据丢失；对于电动机接触器，当电压低于50％、持续时间超过20ms时，接触器就会脱扣等等。电压暂降的起止时刻会造成电压的质量也不相同，不同需求的用户，对电压质量的需求也不相同，通过对电压暂降起止时刻的检测，可以对电的质量进行分级，以满足不同用户对不同质量的电的需求，在满足生产产品高质量高效率的基础上，从而最大程度的利用电能，避免造成电能不必要的浪费，因此对电压暂降起止时刻的有效分析是很重要的。
现有的电压暂降起止时刻分析方法及其存在的问题：均方根法、数学形态法等方法，均方根法采用一个周波的电压数据计算每个采样点的均方根数值，但是容易出现较大检测误差，检测的准确率有待提高，数学形态法的结构元素难以合理选取，且抗噪性能弱，当扰动较小时，无法有效的进行检测。
综上所述，现有的电压暂降起止时刻分析方法主要存在：检测的准确率不高，抗噪性能弱，当扰动较小时，无法有效地对电压暂降的起始时刻进行准确分析的问题。
发明内容
针对现有的电压暂降起止时刻分析方法主要存在：检测的准确率不高，抗噪性能弱，当扰动较小时，无法有效地对电压暂降的起始时刻进行准确分析的问题，现提供一种旨在可解决上述问题，实现对电压暂降起始时刻进行准确分析的方法及其装置。
为实现上述目的，本发明提供一种电压暂降起始时刻分析方法，所述方法包括以下步骤：
S1.获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号，所述电压暂降特征信息包括有瞬时电压变化幅值信息和时间信息；
S2.根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构信号进行分解的小波基函数；
S3.基于所述小波基函数，对所述重构信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；
S4.对所述特征向量进行图形显示。
优选的，所述步骤S1中获取重构电压信号的步骤包括：
对用于表示原始的正常供电电压的三角函数进行求导，获取所述瞬时电压变化幅值；
计算所述瞬时电压变化幅值的绝对值，获取重构电压信号。
优选的，所述步骤S2中小波变换采用离散小波变换，所述小波变换的细节参数值为1。
优选的，所述步骤S3中所述重构电压信号的特征向量包含有电压暂降的起止时刻信息。
优选的，所述步骤S4中对所述特征向量进行图形显示包括：所述图形为二维图形。
为实现上述目的，本发明还提供了一种电压暂降起始时刻分析装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号；
选择模块，用于根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构信号进行分解的小波基函数；
计算模块，用于基于所述小波基函数，对所述重构信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；
显示模块，用于对所述特征向量进行图形显示。
本发明提供的一种电压暂降起始时刻分析方法，该方法包括如下步骤：获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号，所述电压暂降特征信息包括有瞬时电压变化幅值信息和时间信息；根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构信号进行分解的小波基；基于所述小波基，对所述重构信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；对所述特征向量进行图形显示。通过这种方法可以实现较准确的提取了发生电压暂降的波形特征向量，实现了对电压暂降的起止时刻进行有效的定位分析。
附图说明
图1为本发明所述的一种电压暂降起始时刻分析方法的一种实施例的流程图；
图2为本发明所述获取重构电压信号步骤的一种实施例的方法流程图；
图3为本发明所述的一种电压暂降起始时刻分析装置的一种实施例的模块图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供的一种电压暂降起始时刻分析方法及其装置，适用于电力领域。本发明所述方法包括以下步骤：获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号，所述电压暂降特征信息包括有瞬时电压变化幅值信息和时间信息；根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构信号进行分解的小波基函数；基于所述小波基函数，对所述重构信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；对所述特征向量进行图形显示。通过这种方法可以实现较准确的提取了电压暂降的起止时刻信息，实现了对电压暂降的起止时刻的有效分析和检测。
实施例一
请参阅图1，本实施例的一种电压暂降起始时刻定位分析方法，该方法包括以下步骤：
S1.如图2所示，获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号，电压暂降特征信息包括有瞬时电压变化幅值信息和时间信息；
在本步骤中，是对用于表示原始的正常供电电压的三角函数进行求导，获取一定时间间隔内的瞬时电压变化幅值，根据获取的一定时间间隔内的瞬时电压变化幅值，来判断电压暂降情况，即获取了包含有电压暂降特征信息的电压信号，在对该电压信号进行处理，获取了重构电压信号。
进一步地，步骤S1中获取重构电压信号的步骤包括：
对用于表示原始的正常供电电压的三角函数进行求导，获取所述瞬时电压变化幅值；
在本步骤中，原始的正常供电电压的三角函数根据初始相位的不同，可以是正弦函数或者是余弦函数，以正弦函数为例，原始的正常供电电压波形用正弦函数
来表示，其中Um为电压幅值常量，ω为角频率，
为初相位，u为电压值，t是时间变量，对该正弦函数
求导，求导后的结果为
求在时间间隔Δt的两点的电压变化幅值，其中，Um为电压幅值常量，ω为角频率，
为初相位，u为电压值，t是时间变量，u′为瞬时电压变化幅值。
计算瞬时电压变化幅值的绝对值，获取重构电压信号；
在本步骤中，通过对计算出的瞬时电压变化幅值u′取绝对值，得到重构电压信号，该重构电压信号的波形都在X轴的正上方。
S2.根据预设的用于对电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对重构信号进行分解的小波基函数；
在本步骤中，小波变换的细节参数会决定电压暂降特征信息进行提取效果，此处的小波变换的细节参数是根据不同的需求进行人工选取的，其中，小波基函数不具有唯一性，选择不同的小波基函数，会产生不同的结果，在实际选择过程中，应该根据实际的项目和用户需求选择相应的小波基函数，常见的小波基函数包括Haar小波基函数、Daubechies小波基函数、Meyer小波基函数等，本发明使用的是Daubechies小波基函数。
进一步地，在该步骤中，小波变换采用离散小波变换，所述小波变换的细节参数值为1。
在本步骤中，小波变换可以选取不同的小波变换，以采用离散小波变换为例，选取的小波变换的细节参数值为1，满足该项目要求，选取的细节参数值越大，后续的展示的图像的分辨率越高，但是如果选取的细节参数值过大，会造成程序运行缓慢，因为根据实际的需求选取细节参数值。
S3.基于小波基函数，对重构电压信号进行分解，获取重构电压信号的特征向量；
在本步骤中，使用指定的小波基函数，对该重构电压信号进行分解，获取重构电压信号的特征向量，离散小波变换可以由低通滤波器和高通滤波器组成，重构电压信号通过这样一对滤波器进行分解叫做一级分解，可以进行多级分解，分解级数的多少取决于实际要被分析的电压数据和用户的实际需求，本发明进行了3级分解。
进一步地，在该步骤中，重构电压信号的特征向量包含有电压暂降的起止时刻信息。
在本步骤中，获取的重构电压信号的特征向量包含有电压暂降的起止时刻信息，通过电压暂降的起止时刻信息，可以定位电压暂降的起止时刻和持续时间信息，进而可以确定出该电压的等级，以满足不同用户对不同质量的用电需求。
S4.对特征向量进行图形显示。
在本步骤中，X轴是时间信息，Y轴是电压暂降信息，特征向量里面包含电压暂降的起始时刻信息，通过二维图形展示，可以看出电压暂降的起始时刻信息以及持续时间信息，用于后续对电能质量的分等级提高参考，并实现对不同用户对不同质量的电压的需求。
本发明公开的一种电压暂降起始时刻分析方法，该方法通过获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号，所述电压暂降特征信息包括有瞬时电压变化幅值信息和时间信息；根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构电压信号进行分解的小波基函数；基于所述小波基函数，对所述重构信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；对所述特征向量进行图形显示。通过这种方法可以实现较准确的提取了电压暂降的起止时刻信息，实现了对电压暂降的起止时刻的有效分析和检测。
实施例二
请参阅图3，本实施例的一种电压暂降起始时刻分析装置1的硬件结构示意图，包括：获取模块11、选择模块12、计算模块13、显示模块14，其中：
获取模块11，用于获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号；
选择模块12，用于根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构电压信号进行分解的小波基函数；
计算模块13，用于基于所述小波基函数，对所述重构电压信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；
显示模块14，用于对所述特征向量进行图形显示。
在本实施例中，通过获取模块11，获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号；选择模块12，根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构电压信号进行分解的小波基函数；计算模块13，基于所述小波基函数，对所述重构电压信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；显示模块14，通过对所述特征向量进行图形显示，实现较准确的提取了发生电压暂降的波形特征向量，实现了对电压暂降的起止时刻的有效分析和检测。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种电压暂降起始时刻分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号，所述电压暂降特征信息包括有瞬时电压变化幅值信息和时间信息；
根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构电压信号进行分解的小波基函数；
基于所述小波基函数，对所述重构电压信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；其中，所述特征向量包含有电压暂降的起止时刻信息；
对所述特征向量进行图形显示。
2.根据权利要求1所述的一种电压暂降起始时刻分析方法，其特征在于，所述获取重构电压信号的步骤包括：
对用于表示交流电供电电压的三角函数进行求导，获取瞬时电压变化幅值；
计算所述瞬时电压变化幅值的绝对值，获取重构电压信号。
3.根据权利要求1所述的一种电压暂降起始时刻分析方法，其特征在于，所述小波变换采用离散小波变换，所述小波变换的细节参数值为1。
4.根据权利要求1所述的一种电压暂降起始时刻分析方法，其特征在于，特征向量显示为二维图形。
5.一种电压暂降起始时刻分析装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取包含有电压暂降特征信息的重构电压信号；
选择模块，用于根据预设的用于对所述电压暂降特征信息进行提取的小波变换的细节参数值，选择用于对所述重构信号进行分解的小波基函数；
计算模块，用于基于所述小波基函数，对所述重构电压信号进行分解，获取所述重构电压信号的特征向量；
显示模块，用于对所述特征向量进行图形显示。
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