数学形态学在电力系统中的应用综述

数学形态学是一种非线性信号处理和分析工具,对电力系统信号的特征提取完全在时域中进行,且幅值不偏移和相位不衰减,很多性质优于小波分析理论,其发展正在受到越来越多关注,但是系统的总结该技术的应用及研究并不多见。文中阐述了数学形态学的基本理论,并介绍了电力系统常用的一些形态学方法,在将形态学与小波分析进行比较后,综述了数学形态学在电力系统中的应用,如暂态信号谐波分析、奇异点检测与消噪、电能质量检测、故障诊断、继电保护与故障测距,分析了其与电力系统中其他理论或方法如小波变换、分形理论、神经网络等的结合。结论提出了若干需要解决的问题,并展望了其在电力系统中的应用前景。     

小波分析及数学形态学在电力系统故障暂态信号处理中的应用

在介绍小波分析及数学形态学基本理论的基础上,综述了小波分析及数学形态学理论在电力系统故障暂态信号处理中的应用,主要包括输电线路故障暂态信号检测及发电机、变压器、电动机等电气设备故障早期检测及诊断。文章最后提出小波分析与数学形态学理论结合使用是电力系统故障暂态信号处理的发展方向。     

基于小波-数学形态学和Hilbert的谐波分析

充分利用小波和数学形态学的优势,有效地将两者结合,再用Hilbert变换来提取谐波的幅值和频率,有效地克服了FFT方法和相位分析方法的缺点.首先将谐波信号进行小波分解,得到一系列小波系数,再对每一层的小波系数利用数学形态学进行平滑处理,最后通过对小波变换产生的每个频率分量对应的波形进行Hilbert变换及拟和计算,得到谐波的幅值、相位和频率,实现了对电力系统谐波的准确分析.仿真表明,该方法能够准确地检测出电力系统谐波,具有很好的实用价值.     

基于数学形态学消噪的电能质量扰动检测方法

提出了一种利用数学形态滤对波形进行预处理，然后用小波检测电力系统扰动的方法。该算法着力解决电力系统扰动中滤除随机噪声和和脉冲噪声的困难，利用数学形态学设计的前置滤波单元在有效抑制各种噪声的同时，较好地保持了扰动的基本形状；小波变换算子则有效地检测出扰动并进行精确定位。MATLAB仿真表明所提算法可以准确检测电能扰动时的波形畸变点，同时，形态学－小波综合算法的计算量较单一的低通滤波器和多尺度小波变换的计算量小，有利于工程实现。     

探讨数学形态学在牵引供电系统中的应用

数学形态学在信号处理中具有较强的滤波和抗干扰能力,探讨了其在牵引供电系统中的应用.介绍了数学形态学的基本概念及其在电力系统各个领域的研究现状,并针对目前电气化铁路牵引供电系统中在故障测距、电能质量分析等方面存在的信号处理的精度和适用范围具有局限性等问题,讨论了数学形态学在电气化铁路牵引供电系统中的应用方向.提出基于数学形态学的牵引网故障测距、牵引网电能质量分析和故障识别方案,以提高电气化铁路电能质量,保证牵引供电系统的稳定性.     

基于小波－数学形态学和Hilbert的谐波分析

充分利用小波和数学形态学的优势,有效地将两者结合,再用Hilbert变换来提取谐波的幅值和频率,有效地克服了FFT方法和相位分析方法的缺点。首先将谐波信号进行小波分解,得到一系列小波系数,再对每一层的小波系数利用数学形态学进行平滑处理,最后通过对小波变换产生的每个频率分量对应的波形进行Hilbert变换及拟和计算,得到谐波的幅值、相位和频率,实现了对电力系统谐波的准确分析。仿真表明,该方法能够准确地检测出电力系统谐波,具有很好的实用价值。     

基于小波——形态学和Hilbert的谐波计算

充分利用小波和数学形态学的优势,有效地将两者结合,再用Hilbert变换来提取谐波的幅值和频率,有效地克服了FFT方法和相位分析方法的缺点。首先将谐波信号进行小波分解,得到一系列小波系数,再对每一层的小波系数利用数学形态学进行平滑处理,最后通过对小波变换产生的每个频率分量对应的波形进行Hilbert变换及拟和计算,得到谐波的幅值、相位和频率,实现了对电力系统谐波的准确分析。仿真表明,该方法能够准确地检测出电力系统谐波,具有很好的实用价值。     

数学形态学算子在电力系统突变信号检测中应用

数学形态学是一种非线性图象(信号)处理和分析工具,对信号特征的提取完全在时域中进行,信号的相位移和幅值特征不会变化。详细介绍了一维情况下灰度形态变换、形态学算子构造的滤波器和提取暂态突变特征等。应用电力系统暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,仿真结果表明,在选择合适结构元素的条件下,数学形态算子有很好的滤波功能,对突变信号的检测具有速度快、时延小、易于分辨等特点。     

电缆故障测距系统的设计

分析了电缆故障测距中普遍存在的反射波波头难以准确识别的问题,引入了数学形态学和小波分析理论,对行波测距方法进行了改进,将数学形态学和小波分析结合起来滤除行波信号中的噪声,从而找出行波到达的准确时刻.在此基础上设计出电力电缆故障测距系统,并对1条300 m长的交联聚乙烯电缆进行了故障测距实验,实验结果表明该系统可以有效地...     

基于数学形态学的电网PMU信号的扰动检测方法

为保证电网的安全可靠运行,运行人员需要及时掌握电力系统的扰动情况,并采取相应的控制措施。提出了一种基于数学形态学原理进行电力系统在线扰动检测的方法。介绍了数学形态学的基本原理,分析了扰动检测中结构元素的选取,给出了扰动检测的整个流程,通过仿真算例和实测的各种扰动信号进行验证,结果表明本文方法能够准确有效地对电力系统PMU信号进行扰动检测,具有较高的实际应用价值。