英文翻译2

基于小波变换的电能质量扰动检测
Sudipta Nath, Arindam Dey and Abhijit Chakrabarti
摘要
本文介绍的内容是电能质量扰动的特征是利用小波变换所得出的电压波形。

离散小波变换已经被用来检测并分析电能质量扰动。

电能质量的干扰，包括骤降，骤升，中断和瞬变。

电力系统网络已经被电磁暂态程序所模拟。

在关键点的电压波形已经获得了分析，其中包括不同的电能质量扰动。

然后，小波已被作为特征进行提取。

特征提取的输出为小波系数代表的电能质量扰动信号。

在不同层次的小波系数显示本地化信息信号变化的时间。

关键词：电能质量扰动检测，小波变换，多分辨率信号分解。

导言
由于现代电力系统中的监督，控制和性能上的需求有所增加，使电能质量监测有个普遍的做法为了公用事业。

近年来，由于重新对提高供电质量的关注，电能质量现象的研究已成为一个重要的课题。

作为敏感电子设备在继续加强对电能质量的研究将进一步被强调。

需要用新的工具来提取所有相关信息以一种自动的方式。

小波变换是一种如傅立叶变换的数学工具，在分析一个信号分解成不同尺度，不同层次的波形。

Santoso etal提出了小波变换技术的实际电能质量扰动检测和定位，他们探索小波变换的电势作为一种新工具为自动分类的电能质量扰动。

Heydt和Galli提出了小波的电力系统暂态信号的识别技术。

桧山伊特尔讨论了模拟逻辑控制技术使用静态无功补偿提高电力系统稳定性。

该控制方案是简单的并且适合使用微控制器在线实施。

桑托索伊特尔为电能质量问题的特征描述结合了小波变换与傅立叶变换。

傅立叶变换已被用于描述稳态现象，而小波变换已被应用于瞬态现象。

Dash etal已经提出了一种混合方案在电力系统中利用傅立叶的线性组合和虚拟专家系统瞬态干扰波形的分类。

Olivier etal研究利用连续小波变换检测和分析电压骤降和瞬变。

他们开发了一种用于检测和测量电能质量分析的效率而简单的算法。

一种数字信号处理架构，能够同时和暂态信号的自动检测和分类已被Angrisani etal开发出来。

该体系结构的基本单位是小波神经网络相结合的小波变换非平稳信号分析与人工神经网络的分类能力的能力。

Styvaktakis etal开发一种专家系统去分类不同类型的电力系统问题和为电能质量方面提供有用的信息。

Huang etal提出一种基于分类器的模拟技术为电能质量扰动识别。

该识别系统提供了一个有前途的方法适用在电能质量监测。

driesen和Belmans提出进一步替代基于配方电力定量和基波的时频域描述。

他们利用真实的与复合体的来比较小波。

他和Starzyk提出了基于小波变换和自组织学习阵列系统的电能质量扰动分类的新方法。

小波变换已被使用提取各种基于多分辨率分析的电能质量扰动的特征向量。

林和王为使用自适应小波网络的电力系统扰动提出另一个电能质量检测模型。

Megahed etal为边界保护和使用离散小波变换的串联补偿输电线路故障分类提出了一种新的方法。

然而一个有效的
算法基于分销网络的电弧故障检测与小波变换技术的应用已经被Michalik etal提出了。

Ibrahim和Morcos介绍了一种智能自适应模拟系统可以安装监测电气设备或系统的细节。

tarasuik处理各种不同的波形失真的检测和求值，如谐波，间谐波，瞬变和使用混合傅立叶法计算。

洪和陈提出了一种新的方法来定位使用离散小波变换的电容开关的位置。

Valsan and Swarup提出一种新的基于小波变换的母线保护的定向算法。

Brahma介绍了小波变换的可靠和快速检测一些故障的振荡。

现在基于小波变换的一个逻辑模块已经研制成功。

Reaz etal采用了不同类型的单因素随机优化的神经网络结合离散小波变换和模拟逻辑有更好的电能质量扰动分类的准确性在开发另一种专家系统。

Gargoom etal使用希尔伯特变换和Clarke变换的电能质量信号的分类对需要的电能质量信号进行分析，并提取其鲜明的特点和这些技术的性能与小波变换作比较。

Elkalashy etal使用DWT s 检测高阻抗故障应归于倾斜的树。

无线传感器已经被认为是处理DWTs。

Mishra etal提出了S变换的电能质量扰动识别基于概率神经网络分类器。

小波变换是一个强大的电能质量问题的检测工具。

本文使用离散小波变换检测和分析电压骤降，骤升，中断和瞬变。

二电力系统网络仿真
电力系统的各种瞬态干扰的计算机模拟波形生成采用EMTP的软件包。

如图1作为学习的例子。

该电路主要是检测系统中的电压干
扰。

该电路由三个交流电压源。

第一电源为10KV等级的供电网络，
图1用于测试系统配置的模型
正在贯穿整个时期考虑。

千伏等级的下一个源操作只从0.1秒到0.5秒。

10KV的第三个源操作是从0.2秒到0.7秒。

该网络包括传输线部分，电阻和电容器组。

在平行输电线路的电阻是200欧姆。

净电容2.51μF的电容储库通过开关S1连接的。

在0.5秒的开关S1闭合，并在0.1秒关闭开关S2。

连接电阻到接地为10兆欧。

1，2和3点的电压信号将作为进行分析。

图2和3显示了在2点和3点分别使用EMTP获得的电压波形的瞬态响应。

图4给出的是另一阶段在3点的电压波形的瞬态响应。

这些波形在图2，图3和图4包含像骤降，骤升，中断和瞬变的电能质量扰动。

基于小波变换的电能质量扰动检测对三个信号进行了分析。

图2 在2点A相的电压信号图3 在3点A相的电压信号
图4 在3点B相的电压信号
第三扰动检测和定位
他提出的多分辨率信号分解技术作为强大的工具，用于检测和分类在配电系统的干扰。

该技术将处理在时域或频域里涵盖了时间域和频域的小波域的问题。

多分辨率信号分解技术，可以检测和诊断缺陷，并预警即将到来的电能质量问题。

利用小波分解波形的性质和功能，将有能力从扭曲的信号，在不同的分辨率水平的重要信息中提取和分类干扰的类型。

在这里，我们将分析图2，图3和图4离散小波变换（DWT）信号。

图5显示了图2小波DB4的信号分析。

据检测和定位有关的第一个信号D1内分解层通常是足够去检测和定位一些信号的干扰。

然而，其它粗糙的分辨率水平，用于提取更多的功能可以对分类过程有所帮助。

有几个小波变换高值系数，而其余的零值。

小波变换高值系数表示了电能质量扰动事件和干扰的确切位置。

细节D1分解信号的另一部分是顺利的说明如下信号在无需任何电气噪声这些时期的一些规律。

详细D1显示干扰的确切位置。

近似A4
揭示信号的规律。

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
图5 在图2上的DWT信号
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
图6 在图3上的DWT信号
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
图7 在图4上的DWT信号
分解图3的信号像图6所示。

D1系数详细显示了起始扰动的确切位置。

系数的大小表示干扰的性质。

例如系数线在大规模2000是非常小，表明那一瞬间之前和之后的波形的幅度变化小，在本质上是凹陷的幅度。

系数的值在4000是在电压幅度在4000急剧变化幅度大。

来自凹陷阶段的电压变为正常在4000时。

在10000的电压波形幅度略有下降，因此系数线为10000的是小幅度的。

从14000起，电压突然下降到零，因此系数在这一点上是相当大的幅度。

图7显示了在图4中所示的DWT信号。

信号包含电压跌落和中断。

从1至4级的详细信息显示，可以很容易地从小波分析检测和干扰发生的瞬间。

四结论
如今，在电源线瞬态现象的检测和分类日益增长的重要性。

正确检测中的瞬态干扰是电气事业所必需的。

它也是重要的客户主要在核实接收功率以上的服务合同规定的质量水平。

目前可用的测量设备，能够收集大量的数据，从监测的功率信号，提供检测只有那些导
致这些信号的均方根值超过一个固定的阈值的瞬态干扰的可能性。

一个描述干扰统计数据简单的报告通常是用于用户在记录结束。

只有非常精密的仪器进行分类检测的瞬态干扰，其持续时间以及估计幅度为基础。

根据它们的形状没有自动分类是允许的。

因此，以便选择的骚乱，并进行适当的分类，电能质量工程师只能目视检查记录。

不幸的是，所收集的数据量是如此之大，目视检查变得不切实际并且干扰的检测方法有相当大的需求。

小波变换是一个为电能质量问题提取电力扰动信号的特征的强大的检测工具。

它已被详细讨论在报纸上关于离散小波变换的电能质量扰动检测中的应用。

五致谢
作者承认感谢科学和技术署（DST），官立给予的财政支持来赞助这项由印度赠款援助电监会Sudipta纳特博士领导下的青年科学家研究项目。

参考文献
1 . S.桑托索，E.J.Powers，W.M.格雷迪和P.霍夫曼，“通过小波变换分析电力质量评估”，IEEE出版。

电力输送，共11页，第924-930页，1996年4月。

2 .G.T.heydt和A.W.嘉丽，“利用小波分析暂态电能质量问题”，IEEE出版。

电力输送，共12页，第908-915页，1997年4月。

3 .T. Hiyama，W. Hubbi和T.H.ortmeyer，“静态无功补偿器的可变增益模糊逻辑控制计划对电力系统稳定的提高”，IEE出版。

电力系统，共14页，第186-191页，1999年2月。

4 . S.桑托索，W.M格雷迪，E.J Powers，moree和S. C. Bhatt，“配电质量问题中傅立叶和小波变换的特点“，IEEE出版。

电力输送，共15页，第247-254，2000年1月。

5 . P.K. dash, S. Mishra, M.M. A. Salama和A.C. Liew，“使用模糊专家系统和傅立叶线性组合对电力系统干扰的分类”，IEEE出版。

电力输送，共15页，第472-477页，2000年4月。

6 . O. Poisson, P. Rioual 和M. Meunie r,“利用小波变换的电能质量扰动检测和测量”，IEEE出版。

电力输送，共15页，第1039-1044页，2000年7月。

7 . L. Angrisani，P. Daponte和Massimo D. Apuzzo，“小波网络的检测和瞬变分类”，IEEE 出版。

电力输送，共50页，第1425-1435年，2001年10月。

8 . E. Styvaktakis，M. H.J.博伦和I.Y.H.顾，“专家系统分析电力系统问题的分类”，IEEE 出版。

电力输送，共17页，第423-428页，2002年4月。

9 . J. Huang, M. Negnevitsky 和D. T. Nguyen, “电能质量扰动识别的模糊分类器”，IEEE 出版。

电力输送，共17页，第609-616页，2002年4月。

10.J.L.J.driesen和RJM Belmans，“基于小波功率的量化方法”，IEEE出版。

电力输送，共52页，第1232-1238页，2003年8月。

11. H.He和JA Starzyk，“自我组织学习的电能质量分类阵列系统基于小波变换”，IEEE出版。

电力输送，共21页，第286-295页，2006年1月。

12. C.H.林和C.H.王“自适应小波网络在电力系统电能质量检测和影响”，IEEE出版。

电力输送，共21页，第1106-1113页，2006年7月。

13. A. I. Megahed, A.M. Moussa和A.E. Bayoumy，“使用小波变换串联补偿输电线路的保护”，IEEE出版。

电力输送，共21页，第1213-1221页，2006年7月。

14. M.米哈利克，W. Rebizant，M. Lukowicz，S.J.李和S.H.康;“高阻抗的分销网络故障检测与使用基于小波变换的算法”。

IEEE出版。

电力输送，共21页，第1793-1802年，2006年10月。

15. W.R.A.易卜拉欣和M.M.morcos，“自适应模糊自学习技术的电力系统运行不正常的预测”，IEEE出版。

电力输送，共21页，，第1770-1777页，2006年10月。

16. T. Tarasiuk，“混合小波傅里叶谐波和谐波分组测量方法- 案例研究”IEEE出版。

电力输送，共22页，第4-17页，2007年1月。

17. Y.Y.洪和B.Y.陈，“定位开关电容，利用小波变换和混合主成分分析网络”IEEE出版。

电力输送，共22 页，第1145-1152页，2007年4月。

18.S.P. Valsan和K.S.swarup“，计算效率高小波变换的数字母线方向保护”，IEEE 出版。

电力输送，共22页，第1342-1350页，2007年7月。

19. S.M.Brahma，“利用小波变换的功能阻止距离继电器步骤”，IEEE出版。

电力输送，共22页，第1360-1366页，2007年7月。

20.M.B. I. Reaz, F. Choong, M. S. Sulaiman, F. M. Yasin and M. Kamada,“电能质量扰动分类专家系统”，IEEE出版。

电力输送，共22页，第1979-1988页，2007年7月。

21.A.M. Gargoom, N. Ertugrul and W.L. Soong,“自动识别系统，有效的电能质量事件的调查”，IEEE 出版。

电力输送，共22页，第2319-2326页，2007年10月。

22. N.I. Elkalashy, M. Lehtonen, H.A. Darwish, A.M.I. Taalab and M.A.Izzularab，“以DWT为基础的检测和高阻抗故障，由于倾斜的MV网络的瞬时功率方向定位”，IEEE出版。

电力输送，共22页，第94-101页2008年1月。

23.S. Mishra，C.N. bhende和B.K.panigrah i，“使用S变换和概率神经网络的电能质量扰动检测和分类”，IEEE出版。

电力输送，共23页，第280-287页，2008年1月23日。

Sudipta Nath分别在1995年，2001年和2007年在印度的杜尔加布尔区域工程学院，加尔各答和孟加拉工程技术大学以及Shibpur大学获得她的电气工程专业学士，硕士和博士学
位学位。

她目前担任内塔吉苏巴斯工程学院电气工程系教授在印度。

她的研究兴趣包括电力系统和数字信号处理。

她在国家和国际刊物上发表研究许多的论文。

Arindam Dey获得了他的学士学位在2006年在Narula技术研究院和在内塔吉苏巴斯工程学院电机工程专业硕士学位在印度的加尔各答，加里亚。

Abhijit Chakrabarti获得他的电气工程专业学士，硕士和博士在杜尔加布尔区域工程学院，德里印度理工学院，，印度加尔各答大学分别在1978年，1987年和1991年。

目前，他是印度豪拉孟加拉工程科技大学电气工程专业教授。

他在电力系统，电路，电力电子有浓厚的兴趣。

Chakrabarti先生已出版超过79个研究论文，撰写了几本书。

他是一个印度工程师和IEEE（美国）前成员学会的研究员。