绝缘子泄漏电流信号去噪算法研究

摘要

随着高压、超高压以及特高压电网的建设，输电线路上的绝缘子污秽闪络已经成为影响电网安全运行的主要危害之一。因此，采集绝缘子泄漏电流信号并进行分析，采用有效措施预防绝缘子污闪事故是保证电网安全运行的前提。然而绝缘子长期处于高磁场、高电场、环境污染、潮湿等恶劣的环境之中，采集到的信号受到了外界严重的噪声干扰，在很大程度上影响了检测的效果。如何高效的去除泄漏电流信号中的噪声，保留原始有用信号对于准确判断绝缘子的污秽状况起着至关重要的作用，同时也是绝缘子泄漏电流信号处理的关键步骤之一。所以本课题的主要工作是研究合适的去噪算法有效的去除绝缘子泄漏电流信号中的噪声。
　　 首先，根据绝缘子所处的环境对绝缘子泄漏电流信号中的噪声类型进行了分析，并介绍了用于评价绝缘子泄漏电流信号去噪效果的评价标准。
　　 接下来介绍了常用的绝缘子泄漏电流信号去噪算法，比较了FFT滤波、小波阈值去噪和EMD去噪算法的优缺点并且通过仿真实验验证了各种算法的去噪效果。
　　 然后对EMD算法进行了深入分析，针对EMD端点效应问题提出了边界匹配延拓法，针对EMD模态混叠问题提出了EEMD算法。结合已有的小波自适应阈值去噪算法，对EEMD算法进行了改进，使其更能有效地去除绝缘子泄漏电流信号中的噪声，并进行了去噪仿真实验，验证了提出算法的先进性和有效性;
　　 将本文算法应用到实验室采集的绝缘子泄漏电流信号的处理过程之中，再次验证了本文提出算法在处理绝缘子泄漏电流信号噪声时的先进性和有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 绝缘子污秽状况检测研究现状

1．2．2 绝缘子泄漏电流信号噪声分析研究现状

1．2．3 绝缘子泄漏电流信号去噪算法研究现状

1．3 去噪效果评价标准

1．4 本文主要研究工作与内容安排

第2章 绝缘子泄漏电流信号去噪算法

2．1 引言

2．2 FFT滤波

2．2．1 FFT滤波原理

2．2．2 FFT滤波仿真实验

2．3 小波去噪

2．3．1 小波去噪基本原理

2．3．2 小波去噪步骤

2．3．3 小波去噪的优点

2．3．4 小波去噪的局限性

2．3．5 小波去噪仿真实验

2．4 EMD去噪

2．4．1 EMD去噪基本原理

2．4．2 EMD分解的优点

2．4．3 EMD分解的缺陷

2．4．4 EMD去噪仿真实验

2．5 传统去噪算法对比

2．6 本章小结

第3章 EMD改进算法的分析与验证

3．1 引言

3．2 端点效应

3．2．1 边界波形匹配法原理

3．2．2 边界波形匹配法仿真实验

3．3 模态混叠

3．4 集合经验模态分解理论

3．4．1 EEMD去噪原理

3．4．2 EEMD分解步骤

3．4．3 EEMD去噪算法仿真实验

3．4．4 EEMD缺陷

3．5 本章小结

第4章 基于改进EEMD的绝缘子泄漏电流信号去噪

4．1 引言

4．2 改进EEMD去噪算法基本思想

4．3 改进EEMD去噪算法基本步骤

4．4 改进EEMD去噪算法流程图

4．5 仿真实验分析

4．5．1 自适应小波去噪算法去噪效果仿真

4．5．2 改进EEMD对绝缘子泄漏电流仿真信号的分解过程

4．5．3 去噪后效果对比

4．5．4 不同信噪比的绝缘子泄漏电流信号的去噪效果

4．6 本章小结

第5章 将本文算法应用到实际泄漏电流信号的去噪实验

5．1 引言

5．2 实际绝缘子泄漏电流信号实验环境

5．3 实际绝缘子泄漏电流信号去噪

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研情况

致谢