專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于加窗提升小波變換的雙端測(cè)距法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于加窗提升小波變換的雙端測(cè)距法，可用于輸電線路故障測(cè)距
直O(jiān)
背景技術(shù)：
雙端測(cè)距法(見(jiàn)圖1)的關(guān)鍵技術(shù)是行波波頭的識(shí)別。常規(guī)的行波脈沖檢測(cè)方法通過(guò)比較電流行波信號(hào)是否越過(guò)門(mén)檻值實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，抗干擾能力差，且難以精確確定電流行波波頭前沿到達(dá)的時(shí)刻；導(dǎo)數(shù)法、比值法希望通過(guò)其變化率來(lái)反映信號(hào)的突變，從而達(dá)到識(shí)別行波波頭的目的，但由于容易放大某些高頻分量，導(dǎo)致抗干擾能力不強(qiáng)，難以在實(shí)際中得到應(yīng)用；傳統(tǒng)小波變換不但構(gòu)造小波函數(shù)比較復(fù)雜，而且存在計(jì)算量大、存儲(chǔ)空間消耗大以及浮點(diǎn)計(jì)算等缺點(diǎn)；提升方法直接在時(shí)域完成原位計(jì)算，因此具有節(jié)省內(nèi)存，計(jì)算量小，速度快等特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，如何在提高測(cè)距精度的同時(shí)進(jìn)一步提高計(jì)算速度，減少計(jì)算時(shí)間， 從而縮短查找故障點(diǎn)的時(shí)間，成為急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種一種基于加窗提升小波變換的雙端測(cè)距法，其能夠在提高測(cè)距精度的同時(shí)進(jìn)一步提高計(jì)算速度，減少計(jì)算時(shí)間，從而縮短查找故障點(diǎn)的時(shí)間。本發(fā)明的思想在于將離散化的采樣電流數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)好的窗函數(shù)相乘，可以通過(guò)濾去低頻分量來(lái)減少計(jì)算量，加快計(jì)算速度；然后再把加窗后的采樣電流數(shù)據(jù)用提升小波進(jìn)行變換，利用提升小波具有節(jié)省內(nèi)存，計(jì)算量小，速度快的特點(diǎn)來(lái)縮短查找故障點(diǎn)的時(shí)間，因此對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗后在進(jìn)行提升小波變換可以顯著提高計(jì)算速度，更快查找到故障點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于加窗提升小波變換的雙端測(cè)距法，包括下列步驟Sl采樣對(duì)母線m端接收到的故障行波電流信號(hào)f(t)進(jìn)行采樣，將之化成離散函數(shù) f(nAt)。S2加窗對(duì)f(nAt)加窗處理就是將離散的時(shí)間序列f(nAt)與窗函數(shù) (0相乘，即fN (η Δ t) = f (η Δ t) · wN (t)S3提升小波變換之分裂為了便于闡述，令nAt = k。將信號(hào){fN(k)，k e Ζ}分割成相互關(guān)聯(lián)的偶數(shù)序列fe(k)和奇數(shù)序列f。(k)。fe(k) = {fN(2k), k e ζ}f0(k) = {fN(2k+l), k e ζ}S4提升小波變換之預(yù)測(cè)用偶數(shù)序列f;(k)預(yù)測(cè)奇數(shù)序列f。(k)，將預(yù)測(cè)誤差定義為細(xì)節(jié)信號(hào)，即 d(k) =f0(k)-p[fe(k)]。式中，d(k)為細(xì)節(jié)信號(hào)，Ρ(·)表示預(yù)測(cè)算子。
S5提升小波變換之更新為了在變換中保持存在于fe(k)的某些頻率特性，有必要減少由于分裂所產(chǎn)生的混疊效應(yīng)，引入更新算子U( ·)，并由此導(dǎo)出逼近信號(hào)，即c(k) = fe(k)+U[f0(k)]S6尋找細(xì)節(jié)信號(hào)d(k)中的模極大值，模極大值所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)即波頭到達(dá)m端的時(shí)刻。S7對(duì)母線η端的行波信號(hào)按上述步驟來(lái)尋找波頭到達(dá)η端的時(shí)刻。S8計(jì)算故障點(diǎn)到母線m端的距離根據(jù)公式Amf =^[ν(ΓΜ _Γ ) + Ζ]來(lái)計(jì)算故障距
1 O與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明在提升小波變換前，將采樣數(shù)據(jù)與窗函數(shù)相乘；利用窗函數(shù)能有效濾去低頻分量，減少運(yùn)算量。并通過(guò)仿真結(jié)果表明，本發(fā)明的方法能夠準(zhǔn)確地提取行波信號(hào)的波頭位置，不但減少了提升小波變換計(jì)算量，而且具有較高的精度。故本發(fā)明能夠在提高測(cè)距精度的同時(shí)進(jìn)一步提高計(jì)算速度，減少計(jì)算時(shí)間，從而縮短查找故障點(diǎn)的時(shí)間。


圖1為雙端測(cè)距法的原理圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例一種基于加窗提升小波變換的雙端測(cè)距法的流程圖；圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例仿真模型圖；圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例原始電流波形圖；圖5為本發(fā)明具體實(shí)施例加窗后電流波形圖；圖6為本發(fā)明具體實(shí)施例加窗提升小波變換細(xì)節(jié)圖。
具體實(shí)施例方式下方現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例本實(shí)施例用于實(shí)施的硬件環(huán)境是主頻為2. 6G的PC機(jī)、4G內(nèi)存，運(yùn)行的軟件環(huán)境是MATLAB 7. 8和Windows XP。我們用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明提出的方法。故障電流數(shù)據(jù)來(lái)自EMTP-ATP軟件所建的雙端模型(見(jiàn)圖3)。如圖2，一種基于加窗提升小波變換的雙端測(cè)距法，包括下列步驟Sl采樣對(duì)m端接收到的故障行波電流信號(hào)f(t)(見(jiàn)圖4)進(jìn)行采樣，將之化成離散函數(shù) f(nAt)，η = 14001。S2加窗對(duì)f (η At)加窗處理就是將離散的時(shí)間序列與窗函數(shù)相乘，即fN (η Δ t) = f (η Δ t) · wN (t)式中， ⑴為Kaiser窗，其時(shí)域表達(dá)式為
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權(quán)利要求
1. 一種基于加窗提升小波變換的雙端測(cè)距法，其特征在于，包括下列步驟 Sl采樣對(duì)母線m端接收到的故障行波電流信號(hào)f(t)進(jìn)行采樣，將之化成離散函數(shù) f(nAt)；S2加窗對(duì)f(nAt)加窗處理就是將離散的時(shí)間序列f(nAt)與窗函數(shù) ⑴相乘，即 fN(nAt) = f(nAt) · wN(t)；S3提升小波變換之分裂為了便于闡述，令nAt = k ；將信號(hào){fN(k)，k e Ζ}分割成相互關(guān)聯(lián)的偶數(shù)序列fe(k)和奇數(shù)序列f。(k)； fe(k) = {fN(2k), k e Ζ}； f0(k) = {fN(2k+l), k e Ζ}；S4提升小波變換之預(yù)測(cè)用偶數(shù)序列fe(k)預(yù)測(cè)奇數(shù)序列f。(k)，將預(yù)測(cè)誤差定義為細(xì)節(jié)信號(hào)，即 d(k) =f0(k)-P[fe(k)]；式中，d(k)為細(xì)節(jié)信號(hào)，Ρ(·)表示預(yù)測(cè)算子；S5提升小波變換之更新為了在變換中保持存在于fe(k)的某些頻率特性，有必要減少由于分裂所產(chǎn)生的混疊效應(yīng)，引入更新算子U(·)，并由此導(dǎo)出逼近信號(hào)，即c(k)= fe(k)+U[f0(k)]；S6尋找細(xì)節(jié)信號(hào)d(k)中的模極大值，模極大值所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)即波頭到達(dá)m端的時(shí)刻；S7對(duì)母線η端的行波信號(hào)按上述步驟來(lái)尋找波頭到達(dá)η端的時(shí)刻；S8計(jì)算故障點(diǎn)到母線m端的距離根據(jù)公式Amf =|[ν(ΓΜ -Γ ) +幻來(lái)計(jì)算故障距離。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于加窗提升小波變換的雙端測(cè)距法，包括下列步驟S1采樣對(duì)母線m端接收到的故障行波電流信號(hào)f(t)進(jìn)行采樣，將之化成離散函數(shù)f(nΔt)；S2加窗將離散的時(shí)間序列f(nΔt)與窗函數(shù)wN(t)相乘；S3提升小波變換之分裂將信號(hào)[fN(k)，k∈Z}分割成相互關(guān)聯(lián)的偶數(shù)序列fe(k)和奇數(shù)序列fo(k)；S4提升小波變換之預(yù)測(cè)用偶數(shù)序列fe(k)預(yù)測(cè)奇數(shù)序列fo(k)，將預(yù)測(cè)誤差定義為細(xì)節(jié)信號(hào)；S5提升小波變換之更新；S6尋找細(xì)節(jié)信號(hào)中的模極大值，模極大值所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)即波頭到達(dá)m端的時(shí)刻；S7對(duì)母線n端的行波信號(hào)按上述步驟來(lái)尋找波頭到達(dá)n端的時(shí)刻；S8計(jì)算故障點(diǎn)到母線m端的距離。本發(fā)明能夠在提高測(cè)距精度的同時(shí)進(jìn)一步提高計(jì)算速度，減少計(jì)算時(shí)間，縮短查找故障點(diǎn)的時(shí)間。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102565627SQ201210014410
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者張楊, 徐巧英, 李立學(xué), 王書(shū)春, 王昕 , 鄭益慧, 高明仕 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 吉林省電力有限公司松原供電公司