导言
在电能质量监测体系中,由于设备设备方位、测量误差、外表精度、核算误差乃至是某些人为因素,收集到的数据一般不可避免地存在各种噪声。这些噪声的存在会影响监测体系的分辨率和稳定性,且噪声常常会吞没实在的信号,导致监测体系无法正常作业。怎么去除扰动信号中所含噪声,提取有用成分,改进电力监测设备的功能,是一个急待处理并且十分有意义的课题。本文首要归纳剖析了当时各种电能质量信号去噪办法。然后运用Labview和数字滤波技能对电能质量信号去噪问题进行了一些讨论。
1.电能质量信号去噪办法
跟着各种信号处理办法的开展,电能质量去噪技能已由原始的简略线性和非线性滤波技能开展到现在的小波技能、神经网络、遗传算法等各种先进技能。文献[1-8]别离介绍了小波阈值法去噪、小波改换模极大值去噪、小波分化与重构的办法进行滤波去噪、自适应软门限去噪的新办法、根据三角模交融算子的电能质量去噪算法等。以上这些去噪办法大多都是根据matlab 的,本文首要介绍的是一种根据labVIEW的电能质量信号去噪办法。
2.数字滤波技能简介
数字滤波技能是信号剖析与处理技能的重要分支。无论是信号的取得、传输,仍是信号的处理和交流都离不开滤波技能,它对信号安全可靠和有用灵敏地传递是至关重要的。在实践运用中,数字滤波技能经过数字滤波器来完成。数字滤波器是以数值核算的办法来完成对离散化信号的处理,以减小搅扰信号在有用信号中所占的份额,然后进步信号的质量,到达滤波或加工的意图。它是数字信号剖析中最广泛运用的东西之一。
数字滤波器依照离散体系的时域特性,能够分为无限冲击呼应滤波器(IntiNIte Impulse Resonse Digital Filter,IIR)和有限冲击呼应滤波器(Finite Impulse Response Digital Filter,FIR)两大类。前者是指冲激呼应h(n)无限长序列,后者是指h(n)是有限长序列。这两种滤波器中都包括有低通、高通、带通、带阻等几种类型。
一般离散体系能够用N 阶差分方程来表明,如下式。
当bk 全为零时,H(z)为多项式方式,此刻h(n)为有限长,称为FIR体系;当bk不全为零时,H(z)为有理式方式,此刻h(n)为无限长,称为IIR 体系。
核算机中只能处理有限长度的信号,原始信号x(t)要以时刻T(采样时刻或采样长度)来切断,即有限化,有限化也称加“矩形窗”。加矩形窗导致信号忽然被切断,形成信号在切断点的骤变,时域内的骤变将会带来很宽的附加频率成分,这些附加频率成分在原信号x(t)中其实是不存在的。一般将这种由有限化数据带来的频谱之间彼此走漏浸透的现象称为“频谱走漏”。“频谱走漏”使得本来会集在f0上的能量涣散到悉数频率轴上。
走漏带来许多问题,它使得频率曲线上发生许多“波纹”(Ripple),较大的波纹可能与小的共振峰值彼此混杂。 为了削减走漏,能够选用如下两种办法。
(1)对周期信号做整周切断,但这是很难做到的,由于精确地确认信号周期并非易事,对非周期信号做整周切断意味着采样点数为无量,这根本无法完成。
(2)下降离散傅里叶改换(DFT)等效滤波器幅频特性的旁瓣,具体办法是采样序列x(n)加窗。即先运用窗函数ω(n)对x(n)进行加权,然后再做离散傅里叶改换,这种办法是行之有用的。
3.根据labview的去噪
在对电能质量信号监测的过程中,从电网中提取的实践电信号一般都含有噪声(Noise)。这些噪声信号对有用信息的正确处理是有害的,严峻时乃至会吞没信号的重要特征,给信号的剖析带来极大的困难,因而从被检测信号中消除噪声是对信号进行处理之前的一种必要的预处理手法,也是改进电能质量的一个关键环节。
现在假定有一加噪的正弦信号,先将其进行小波剖析,再经过效果阀值抑噪声信号,重建信号到达降噪的意图。本文是运用Butterworth Filter.vi从一个混有高频白噪声的正弦信号中滤波,提取正弦信号,来完成去噪的。
3.1 Butterworth Filter.vi 图标及端口简介
Butterworth Filter.vi 图标及端口如图1所示。
(1)输入参数
滤波器类型(filter type):有低通、高通、带通、带阻4 种滤波器类型可供挑选。
X:需求滤波的信号。
采样频率(Sampling freq)fs:(默认值为1.0HZ)。高截止频率(high cutoff freq)fh:关于低通和高通滤波器,此参数无效。低截止频率(Low cutoff freq)fl:该频率有必要满意采样定理,“fl”的取值规模为“0
初始化∕接连(init/cont (init:F)):,当init/cont 为False 时, 初始状况为0;当nit/cont 为True 时,初始状况为上一次调用该VI的最终状况。为了对一个数据量的序列进行滤波,能够将其分割为较小的块,设置这个状况为False处理榜首块数据,然后设置为True 持续对其他的数据块滤波。