小波变换 第3讲 二进小波变换及信号的奇异性检测

介绍了基于Ｂ样条的二进小波函数及二进小波变换的特性、算法,重点介绍了基于小波变换模极大值的信号奇异性检测理论,其要点是：信号可以通过其小波变换模极大值表示,也可通过其模极大值重构。因此,信号的表示变得异常简洁。由于二进小波变换具有平移不变性,从而在模式识别和信号的奇异性检测中获得广泛应用。     

应用小波变换实现突变信号检测

介绍了基于小波变换模极大值的奇异性检测理论,针对噪声中故障信号突变点的检测问题,根据信号和噪声的模极大值的尺度变换特性,提出利用3层以上细节信号的乘积作为检测信号。该方法既可以达到增强信号的目的,又可以抑制噪声,求该乘积信号的小波变换,可以实现奇异点精确定位。     

基于二进小波变换的输电线路故障测距方法

输电线路发生故障后将产生向变电站母线运动的行波,因此可以在母线处采集并记录故障行波即可实现输电线路的精确故障测距。但由于输电线路故障电流信号中具有很强的突变信息,因此须用小波变换对实变信号进行奇异性检测,从而将奇异信号发生的时刻转换为故障距离。本文在介绍二进小波函数及二进小波变换的基础上,通过建立故障行波的故障特征与小波变换模极大值之间的关系,构造了一种基于行波原理的输电线路故障测距方法。     

小波变换在电力系统谐波检测方面的应用

针对傅里叶变换的谐波检测方法无法同时实现时-频变域分析这一缺点,提出了小波变换这一新方法对谐波进行分析。通过小波变换对电力系统中的谐波电流进行分解,得到信号的基波分量和高次谐波分量。针对电力系统中的突变信号,提出了基于小波变换的模极大值的奇异性检测方法,通过小波变换模的极值点在多尺度上的综合表现,来表示信号的突变特征,并通过仿真实例验证该算法的有效性。     

基于小波变换模极大值的SPD故障诊断技术

使用复合波诊断以ZnO压敏电阻为主要元件的SPD的故障中电压信号的突变点往往携带SPD运行状态的重要信息。基于小波分析的信号奇异性检测理论可通过检测信号小波变换模极大值点来确定信号奇异点,通过分析信号模的极大值及其出现位置诊断SPD的故障。籍此理论分析了不同故障类型的SPD复合波冲击下的电压信号,证明使用小波分析模极大值诊断SPD故障的方法行之有效。     

小波分析在电力系统不良数据辨识中的应用

历史负荷受各种因素的共同作用可能造成数据失真,为了能够给EMS或DMS的高级应用软件提供良好的数据基础,首先必须对历史负荷数据进行处理,去除其中的错误数据。实际上,不良数据可以看成是负荷曲线中的奇异点及不规则的突变部分,而离散二进小波变换系数的模极大值的位置和幅度同信号的局部奇异性密切相关。在此基础上提出了一种基于小波奇异性检测和小波除噪的电力系统不良数据辨识方法。通过对大量实际的负荷数据分析,证明了所提出方法的正确性和有效性。     

小波分析在电力系统不良数据辨识中的应用

历史负荷受各种因素的共同作用可能造成数据失真,为了能够给EMS或DMS的高级应用软件提供良好的数据基础,首先必须对历史负荷数据进行处理,去除其中的错误数据.实际上,不良数据可以看成是负荷曲线中的奇异点及不规则的突变部分,而离散二进小波变换系数的模极大值的位置和幅度同信号的局部奇异性密切相关.在此基础上提出了一种基于小波奇异性检测和小波除噪的电力系统不良数据辨识方法.通过对大量实际的负荷数据分析,证明了所提出方法的正确性和有效性.     

二进小波变换在柴油机故障诊断中应用

为了利用小波变换对柴油机缸盖振动信号进行加工处理进而对柴油机进行故障诊断,从小波分析和二进小波变换的有关知识入手,提出了二进小波模量极大值去噪算法。在此基础上,对柴油机缸盖振动信号进行了分解,有效地实现了信噪分离,较好地保留了有用信息,同时提出了能量百分比的概念进行故障诊断。实验结果表明：与短时傅里叶变换相比,小波分析可以更充分地提取振动信号中的特征,利用二进小波变换对缸盖振动信号进行分析进而对柴油机进行故障诊断,取得了较好的效果。     

基于小波变换的行波故障选相研究第1部分 理论基础

结合行波分析和行波故障选相探讨了二进小波变换的性质和小波分解与 重构算法,研究了暂态电流行波和其小波变换模极大值之间的关系,为 构造新型行波故障选相元件奠定了理论基础。     

基于小波变换的小电流接地系统单相接地

利用小波变换提取故障时的暂态电量信息,构造出了基于小波变换模极大值奇异性检测原理的新型选线判据,并通过典型的10 kV仿真算例,验证了该方法的可行性,仿真结果表明利用小波分析理论对电力系统故障暂态信号特征提取处理是行之有效的方法.     

电力系统故障信号的小波变换奇异性检测

小波变换具有良好的时频局部化特性,并可根据信号频率的变化自动调节时频窗口,因此利用小波变换可有效地检测出信号的奇异性特征。根据小波分析的基本理论,介绍了利用小波分解后的多尺度高频分量模极大值进行电力系统故障实时定位。给出了仿真研究,仿真分析表明该方法有效。     

基于小波变换的超高压输电线路暂态保护新原理

在分析电力系统故障时故障暂态电流特征的基础上,利用小波变换的奇异性理论构造新的保护算法.通过检测故障暂态电流的模分量小波变换的模极大值,利用最小二乘法估计其短时李氏指数.通过计算一段时间内李氏指数的平均值来区分区内和区外故障.通过大量ATP仿真证明,对各种故障情况该保护算法能准确可靠地区分.     

基于小波变换的电流互感器饱和实时检测新判据

目前微机母线保护最常用的方法是电流瞬时值差动保护。这种方法受电流互感器（TA）饱和的影响而容易误动作。一种解决的方法是当TA饱和时闭锁母差保护。但该方法当故障由区外转为区内时保护会拒动。文中利用小波变换能检测信号奇异性的原理,提出了一种实时检测TA饱和区和线形区的一种新方法。在故障开始后对TA二次电流实时进行多尺度小波变换,由于TA二次电流波形在故障发生时刻、进入饱和时刻和出饱和时刻都有奇异性,分别对应小波模极大值,可根据小波模极大值的不同特征判断对应时刻的是进饱和点还是出饱和点,从而实现TA饱和区闭锁、线形区开放的母差保护。     

基于小波理论的输电线路故障信号检测的研究

输电线路发生故障后,其行波信号是一个突变的、具有奇异性的信号。小波分析具有很多有用的性质,利用小波多分辨率的特性可将突变信号进行多尺度分解,然后通过分解后的信号来确定突变信号的突变位置。Lipschitz指数被用来定量描述函数的奇异性。当小波变换尺度越来越精细时,小波变换模的极大值信号的突变点位置越精确。其衰减速度取决于信号的突变点的Lipschitz指数。小波变换不仅可以确定突变位点发生的时间,而且可以进一步判断突变点的性质。通过检测小波变换模极大值来找到信号的奇异点,从而确定信号发生突变的位置。     

基于小波理论的输电线路故障信号检测的研究

输电线路发生故障后,其行波信号是一个突变的、具有奇异性的信号。小波分析具有很多有用的性质,利用小波多分辨率的特性可将突变信号进行多尺度分解,然后通过分解后的信号来确定突变信号的突变位置。Lipschitz指数被用来定量描述函数的奇异性。当小波变换尺度越来越精细时,小波变换模的极大值信号的突变点位置越精确。其衰减速度取决于信号的突变点的Lipschitz指数。小波变换不仅可以确定突变位点发生的时间,而且可以进一步判断突变点的性质。主要通过检测小波变换模极大值来找到信号的奇异点,从而确定信号发生突变的位置。     

基于二进小波变换的电能质量扰动检测

电能质量扰动起止时刻和持续时间是描述扰动的重要属性,为了对电能质量进行分析与评估,需要对其进行检测。小波变换的局部模极大值对应信号的突变点,可以用来检测电能质量扰动。连续小波变换的计算量大,存在较大冗余,而多分辨率分析的方法由于进行了二抽取,难以直接根据变换结果进行检测,需要重构信号,因此,采用了二进小波变换对电能质量扰动进行检测。使用电磁暂态分析程序ATP仿真软件对电能质量扰动信号进行了仿真,用样条小波进行二进小波变换,检测结果表明在分解尺度一上可以实现较为准确的检测。     

基于滤波预处理的小波故障检测方法

现有的基于信号奇异性分析的故障检测方法不同程度地受到噪声的影响。提出了将电力信号滤除工频周期分量后,通过提取适当尺度上的小波模极大值点检测故障的方法。通过预处理滤除工频周期分量,消除了小波变换在信号峰值处的模极大值,从而避免了对故障的误判。小波变换将预处理信号中的故障分量和噪声分解在不同的尺度空间中,保证了故障特征的提取和算法的抗噪性能,简化了的Mallat信号奇异性检测方法,在降低算法计算量的同时,可保持故障的定位精度。仿真研究表明:故障定位准确,且对噪声不敏感,可推广应用到其他周期信号的分析中。     

基于小波变换的电力系统短路故障分析

介绍小波变换应用在信号奇异性检测方面的基本原理,提出了基于小波变换的电力系统故障信号分析方法,既充分利用了小波变换在故障信号分析中的优点,又克服了传统傅里叶变换方法的不足.最后通过一个实例进行验证.     

水轮机空化的小波奇异性检测研究

空化现象是水轮机中难以避免的主要危害。空化噪声的谱分析一般采用功率谱分析，而功率谱分析在研究空化噪声这种具有很强突变性的信号具有明显的缺陷。小波分析具有很好的局部性，在奇异性检测和奇异性定位研究中得到了广泛的应用，文中在小波变换模极大值奇异性检测的理论基础上提出了水轮机空化的小波奇异性检测方法，并提出了小波基选择方案和突变点检测条件。较之以往的基于模极大值线搜索的方法，该方法具有运算量小的优点。分析了实际检测数据，结果表明该方法的有效性，并很好的检测出空化初生和空化形态转变。     

输电线路暂态电流行波的故障特征及其小波分析

把小波变换应用于输电线路故障后所出现的暂态行波的分析和研究中,揭示了行波信号的“突变”和其小波变换模极大值之间的关系,行波信号的小波变换模极大值标志着电流行波中最主要的故障特征。利用这些模极大值可以构成利用电流行波的故障起动元件,选相元件,还可构成利用电流行波的继电保护和故障测距。