S变换在电能质量扰动分析中的应用综述

结合国内外采用S变换应用于电能质量扰动分析的现状,对基于S变换的电能质量扰动检测、识别以及其他方面的应用进行了分类和总结。分析了S变换结合各种人工智能与数学工具在进行电能质量扰动分析时的优势和不足,介绍了近年来利用广义S变换、改进S变换和双曲S变换等其他形式S变换在电能质量扰动分析中的应用情况。最后对S变换应用于电能质量扰动分析的发展趋势以及值得进一步研究的问题进行了展望。     

S变换在电能质量扰动分析中的应用综述

结合国内外采用S变换应用于电能质量扰动分析的现状,对基于S变换的电能质量扰动检测、识别以及其他方面的应用进行了分类和总结.分析了S变换结合各种人工智能与数学工具在进行电能质量扰动分析时的优势和不足,介绍了近年来利用广义S变换、改进S变换和双曲S变换等其他形式S变换在电能质量扰动分析中的应用情况.最后对S变换应用于电能质量扰动分析的发展趋势以及值得进一步研究的问题进行了展望.     

基于S变换的电能质量扰动支持向量机分类识别

采用s变换和支持向量机进行电能质量扰动的分类识别。作为连续小波变换和短时傅立叶变换的发展，S变换引入了宽度与频率成反向变化的高斯窗，具有与频率相关的分辨率。由于S变换具有良好的时频特性，因而非常适合于进行电能质量扰动信号特征提取。首先通过S变换进行扰动信号特征提取，然后构造支持向量机分类树进行扰动分类。算例表明该方案具有分类准确率高，对噪声不敏感，训练样本少等优点，是电能质量扰动识别的有效方法。     

基于S变换和多级SVM的电能质量扰动检测识别

提出了一种基于S变换和多级支持向量机(SVMs)的电能质量扰动检测和识别方法.首先通过S变换对电能质量扰动信号进行时频分析,有效实现对各种扰动的检测输出.然后对检测输出进行时频特征提取,并通过一个N?1级支持向量机器分类器,最后实现N种电能质量扰动信号的分类识别.测试结果表明,该方法能有效识别参数大范围内随机变化的各种电能质量扰动,识别正确率高,且训练时间很短,实时性能好.     

基于S变换与SVM的暂态电能质量扰动识别

提出利用S变换与SVM对暂态电能质量扰动进行分类识别的方法。首先通过S变换提取扰动信号的特征量,然后利用支持向量机(SVM)进行分类。算例验证,该方法具有准确率高,训练样本少,结果直观等优点。     

基于广义S变换与PSO-PNN的电能质量扰动识别

为了克服从电网电能质量监测系统的大数据中自动识别出电能质量扰动的困难,提出了一种基于广义S变换与PSO-PNN的电能质量扰动识别新方法。该方法利用了广义S变换能兼顾时频分辨率的特点,首先使用广义S变换分析扰动信号的时频特性,接着从广义S变换模矩阵中提取出扰动信号的时频特征量,然后用PSO-PNN分类器对扰动信号进行分类识别。PSO算法的使用克服了PNN的平滑因子没有确定选取方法的缺陷,使分类器性能大大提升。仿真实验结果表明,该方法能够对常见的6种电能质量扰动进行高效的分类识别,分类正确率高,对噪声不敏感,具有良好的应用价值。     

基于S变换和最小二乘支持向量机的电能质量扰动识别

采用S变换和最小二乘支持向量机相结合,构建了一种电能质量扰动识别的新方法.首先利用S变换对电能质量扰动信号进行时频分解;然后,从扰动信号S变换的结果中,提取扰动信号的特征向量,组成训练样本和测试样本;最后,使用最小输出编码的最小二乘支持向量机对扰动信号进行训练,实现电能质量扰动信号自动分类和识别.仿真结果表明,该方法识别准确率高,抗噪能力强,且训练时间很短,适用于电能质量扰动辨识系统.     

电能质量复合扰动分类识别

电能质量扰动的分类分为信号特征提取和分类器2个阶段,采用S变换和支持向量机构造电能质量复合扰动的分类识别方案.利用S变换进行扰动信号特征提取,构造支持向量机静态分类树,再通过基于Mercer核的聚类方法对静态分类树进行动态扩展,形成动态分类树,实现对复合扰动的识别.给出了电能质量复合扰动分类算法的4个步骤:构建静态分类树;用基于Mercer核的聚类方法进行聚类分析;构建动态分类树;对新发现的扰动确定其具体类型,并给其命名.算例表明该方法不仅可以有效分类识别电压突降、电压突升、电压中断、暂态振荡、电压尖峰、电压缺口和谐波等7种电能质量扰动,还可以识别由其组合而成的电能质量复合扰动.     

基于S变换与特征优选的电能质量扰动识别

针对S变换提取电能质量扰动信号的时频特征存在冗余,影响识别的精度和实时性的问题,提出了一种基于S变换与特征优选的电能质量扰动识别方法,使用S变换对11种电能质量扰动信号进行分析后提取时-频域特征,与原始扰动信号的幅值特征构成原始特征向量。然后提出了一种基于二进制粒子群优化算法和K近邻的扰动信号特征选择和分类方法。仿真结果表明该方法对单一扰动、复合扰动及叠加噪声的情况均有较好的分类性能。     

基于S变换和希尔伯特-黄变换的电能质量复合扰动分类识别

根据S变换和希尔伯特-黄变换的时频分析特点,提出一种电能质量复合扰动的分类识别方法。通过 S变换提取出扰动信号的基频和高频特征,并结合希尔伯特-黄变换提取出扰动前后信号的瞬时振幅。通过分析各扰动信号的特点,定义了相应的特征函数作为分类识别的判据,从而实现对电能质量复合扰动的正确分类,并准确定位出暂态扰动的起始、终止时刻。实验结果表明,通过 S 变换和希尔伯特-黄变换的融合,可准确地检测出电能质量扰动信号所属类别和扰动特性,以及扰动信号的起始、终止时刻。     

基于广义S变换的短时电能质量扰动信号分类

提出一种基于广义S变换的短时电能质量扰动信号分类方法。首先对短时电能质量扰动信号进行广义S变换,得到模矩阵,再从模时频矩阵中提取5种统计量特征值,然后利用决策树对扰动信号进行归类,从而实现对短时电能质量扰动信号的自动分类。仿真结果表明,该方法识别正确率高,且对噪声不敏感,适用于实际电网电能质量扰动信号的分析。     

基于分段改进S变换的复合电能质量扰动识别

针对存在多种单一电能质量扰动的复合扰动分类识别问题,提出了一种基于分段改进S变换和RBF神经网络相结合的复合电能质量扰动识别新方法。首先对离散S变换进行了分段改进,将时域分辨率和频域分辨率进行分段处理,通过分析改进S变换得到的模时频矩阵,绘制了能够反映扰动信号不同突变参数的特性曲线。其次利用统计方法优化计算提取了10种用于模式识别的特征量,并用局部逼近的RBF神经网络设计了分类器对提取的特征样本进行训练和分类,最后在不同噪声环境下对5种单一扰动及谐波+电压暂降、电压暂降+闪变等6类复合电能质量扰动的分类识别进行了仿真验证。仿真结果表明,该方案时频处理、分类能力和学习速度等方面均优于普通改进S变换+全局逼近网络的方法,且鲁棒性强,能准确识别多种单一扰动及两种扰动同时存在的复合电能质量扰动。     

基于S变换的电能质量扰动特征提取

电能质量扰动识别是电能质量检测系统的重要组成部分,也是进一步采取适当措施对其进行治理和控制的前提和依据。通过对扰动信号的S变换提取出扰动信号基频和高频特征,从而实现对电能质量扰动的分类,并通过S变换后的基频和高频特征分别提取出扰动信号前后的瞬时振幅以及扰动起始、终止时刻。实验结果表明,S变换可准确检测出电能质量扰动信号所属类别和扰动特性,以及扰动信号的起始、终止时刻。     

基于多特征组合的电能质量扰动识别方法

为解决电力系统电能质量复合扰动识别困难的问题,同时为电网无功功率补偿提供依据,提出了一种基于多特征组合的电能质量复合扰动识别方法。应用小波包变换和S变换对电能质量扰动信号进行时频分析,提取信号的幅值特征和频率特征,构建电能质量扰动的多特征组合。然后利用概率神经网络构建多特征组合分类器实现电能质量扰动的分类识别。仿真实验证明,该方法能够识别包括两种复合扰动在内的7种电能质量扰动信号,并且具有较高的分类准确度和抗干扰能力,具有工程应用价值。     

基于自适应不完全S变换与LOO-KELM算法的复合电能质量扰动识别

针对电能质量复合扰动识别中特征提取效率低、分类器识别能力与学习速度无法同步提高的问题,提出一种基于自适应窗不完全S变换与留一交叉验证优化的核极限学习机(LOO-KELM)算法的复合电能质量扰动识别方法。首先根据选定的主频率点自适应调节S变换窗宽系数,提取具有高时频分辨率的59种电能质量(PQ)特征,再通过留一交叉验证寻找最小预测残差平方和,实现核极限学习机的输出权重优化,最后根据提取PQ特征集与优化后的核极限学习机实现复合扰动的识别与分类。仿真和实测结果表明,所提方法对不同噪声下的16类混合电能质量扰动均具有较高的分类精度,相较于现有复合电能质量识别方法,分类精度更高且训练时间更短。     

利用关联向量机和S变换识别电能质量扰动

电能质量扰动检测识别对电能质量的监测和治理改善都具有重要作用。为更好地识别电能质量扰动,提出了一种基于关联向量机和S变换的电能质量扰动识别方法。首先,通过S变换提取正弦信号、谐波、电压波动、电压暂降、电压暂升、暂态振荡、谐波暂降及谐波暂升等9种电能质量扰动的主要特征,然后用关联向量机对特征样本进行训练及分类。算例结果表明,该方法能有效地识别出电能质量扰动信号类型,识别时间短,且正确率极高,达98.8%,是应用于实时电能质量监测工程实际的很好选择。     

多特征组合及优化SVM的电能质量扰动识别

提出一种基于多特征组合及粒子群优化的支持向量机(SVM)的电能质量扰动识别方法。该方法采用小波变换和S变换提取各扰动信号特征向量,采用粒子群(PSO)优化的支持向量机进行分类识别。首先针对提取的小波能量谱中谐波信号的明显差异,通过设定特征阈值进行初步分类,然后结合S变换提取的3种特征,采用优化参数的SVM进行后续分类。仿真实验表明,该方法能够有效识别常见的8种电能质量扰动及2种复合扰动,相比未经优化的支持向量机模型,粒子群优化的SVM具有较高的识别精度和运算速度,且抗噪能力强。     

基于聚类改进S变换与直接支持向量机的电能质量扰动识别

针对电能质量扰动信号的识别问题,提出基于聚类改进S变换与直接支持向量机(SVM)的电能质量扰动识别方法。提出聚类改进S变换方法,该方法结合电能质量扰动信号的特点,可同时对基频的时域分辨率及高频的频域分辨率进行最优化处理,保证特征提取的准确性;将直接支持向量机作为分类器,与最小二乘支持向量机相比,其求解简单,计算复杂度较低,训练与测试速度快,泛化能力较高,并且避免不能保证全局最优解的缺点;将聚类改进S变换与直接支持向量机相结合,应用于单一扰动及混合扰动的识别分类工作。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

电能质量的S变换仿真

针对电能质量扰动信号的特征,介绍了一种基于S变换的信号检测与分类的方法.该方法利用S变换模矩阵来检测电能质量扰动信号,并对其进行分类.对影响电能质量的8种扰动信号(电压凹陷、电压隆起、短时中断、电压尖峰、电压缺口、谐波、间谐波和瞬态振荡)进行了仿真.仿真结果表明,该方法可以准确地确定扰动发生时刻和持续时间,能够对电能质量扰动信号进行简单、直观地分类.     

经验小波变换和改进S变换结合的电能质量检测与识别方法

为分析不确定干扰因素影响下的实际电力网络电能质量问题,提出一种经验小波变换（EWT）和改进S变换相结合的电能质量检测与识别方法。该方法一方面利用EWT联合归一化直接正交（NDQ）算法和奇异值分解（SVD）算法准确提取调幅-调频分量的频率、幅值和时间参数,另一方面考虑到EWT算法在高噪声环境下瞬时幅值波动的问题,引入改进S变换提取高噪声干扰下的电能质量扰动时频信息,最后,基于EWT和改进S变换提取的扰动特征向量,利用基于改进粒子群优化算法（IPSO）优化支持向量机（SVM）的电能质量扰动识别分类器实现扰动类型的精确识别。仿真和实验表明所提方法在复合扰动识别分类时平均识别准确率为93.23%,且能够准确识别4种实测扰动信号。