一种对电力系统电压电流信号进行分离的方法及装置

摘要

一种对电力系统电压电流信号进行分离的方法及装置，属于信号分离技术领域，装置由下位机和上位机组成，下位机包括传感器、信号调理模块、A/D转换模块、双单片机系统单元、存储模块、键盘模块、通信模块，其中传感器、信号调理模块、A/D转换模块、双单片机系统单元依次连接，存储模块、键盘操作单元模块、通信模块分别与双单片机系统单元相连，上位机与通信模块相连。方法由软件部分完成，软件部分嵌入双单片机系统单元，分离矩阵与源信号相乘得到最终分离信号表达式。本发明降低了存储空间并提高了记录的精度，可以在任意小的时间里以任意精度逼近实际波形，可以很好的分析信号中谐波的组成，为谐波分析提供了数据基础。

主权项

1、一种对电力系统电压电流信号进行分离的方法，其特征在于依赖装置，包括以下步骤：步骤1、开始；步骤2、采集源信号利用装置采集电力系统的电压、电流；步骤3、确定分离网络结构采集到信号后，根据要分离的混叠信号的个数来选择网络结构进行分离；步骤4、设定非线性混叠模型矩阵分离出信号作为源信号的估计信号存在n个来自信号源的统计独立的信号，s_i(t)，i＝1～n以及相同数目的混合信号x_i(t)，信号的混合是线性瞬时的，混合信号为$x_i\left(t\right)=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{a}_{\mathrm{ij}}{s}_j\left(t\right),$式中a_ij为混合系数；估计信号y(t)＝Wx(t)＝WAs(t)＝Gs(t)全局矩阵G＝PD其中：P为nxn维置换矩阵，D为nxn维对角矩阵，则y(t)＝PDs(t)，首先是建立一个以W为变元的目标函数F(W)，若某个能使F(W)达到极大或者极小值，该即为所需的解；步骤5、计算源信号与其估计信号的误差把源信号s与其估计信号y的误差e＝s-y作为噪声信号；步骤6、建立恢复信号的信噪比函数建立恢复信号s的信噪比函数：$\mathrm{SNR}=10\log \frac{s*s^T}{e*e^T}=\frac{s*s^T}{(s-y)*{(s-y)}^T};$步骤7、建立最大信噪比目标函数用估计信号的滑动平均y代替源信号，得到最大信噪比目标函数如下：$F\left(y\right)=\mathrm{SNR}=10\log \frac{y*y^T}{(\bar{y}-y)*{(\bar{y}-y)}^T},$式中y＝Wx，y＝Wx，x为混合信号x经滑动平均处理后的信号；步骤8、优化目标函数最大信噪比目标函数如下形式：$F(W,x)=10\log \frac{y*y^T}{(\bar{y}-y)*{(\bar{y}-y)}^T}$$=10\log \frac{\mathrm{Wx}*x^T{W}^T}{(s-y)*{(s-y)}^T}$$=10\log \frac{\mathrm{WC}{W}^T}{W\bar{C}{W}^T}$$=10\log \frac{V}{U}$步骤9、计算分离矩阵梯度分离矩阵W的函数F的梯度为$\frac{\partial F}{\partial W}=\frac{2W}{V}C-\frac{2W}{U}\bar{C},$求得分离矩阵步骤10、分离矩阵与源信号相乘得到最终分离信号表达式分离矩阵与源信号相乘得到最终分离信号表达式；步骤11、将电压电流信号的基波及其谐波的传递到上位机并显示。