利用Teager能量算子瞬时能量的模块化多电平换流器多端柔性直流电网保护方法

为提高模块化多电平换流器多端柔性直流电网快速清除和隔离故障的能力,提出了一种利用Teager能量算子提取电压故障分量瞬时能量的纵联保护方法。根据多端柔性直流电网故障后的电压故障分量瞬时能量的不同,利用Teager能量算子对电压故障分量进行处理,提取电压故障分量瞬时能量最大值,构造保护判据,给出整定原则。利用各保护测量安装处的电压故障分量瞬时能量最大值判定故障区间及区内外故障。利用同侧换流站正负极电压故障分量瞬时能量之比进行单双极故障判定,并进行故障选极。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了±500kV四端柔性直流电网模型进行验证,结果表明,所提方法可在3ms内快速可靠动作,耐过渡电阻能力强,在不同的工况下都可准确进行故障区间及区内外故障判别,并可实现故障选极。     

一种适用于混合双极直流输电的纵联方向保护方法

直流输电线路通常是以大电感和直流滤波器作为边界,故障行波在边界发生折射和反射时,其行波能量也会因为电感和滤波器的存在而被吸收,导致区内、外高频行波能量产生差异.当故障发生为正方向故障时,其高频前行波能量小于高频反行波能量;当故障发生为反方向故障时,其高频前行波能量大于高频反行波能量.由此特征提出了一种基于前、反行波高频能量差异的纵联方向保护,该保护采用小波包变换提取行波的高频能量,利用前行波与反行波在区内故障和区外故障时的高频能量差异判别故障.仿真结果表明,该保护能快速准确地识别故障,并且不受故障类型、过渡电阻以及故障发生位置距离和噪声的影响,具有一定的实用性.     

EMD结合Teager能量用于语音情感识别

在语音情感识别系统中,语音情感特征的提取尤为重要,本文在前期已有对EMD分解研究的基础上,将EMD分解与Teager能量算子相结合,用于语音情感识别。文中首先利用EMD分解得到一组IMF分量,再对各阶IMF分量提取Teager能量,然后通过对不同语种的不同情感语音的Teager能量在Mel频率的分析,提出了一种新的情感特征：基于EMD分解的Mel频率的Teager能量谱系数(ETMC),最后利用SVM分类方法对不同语种的不同情感进行识别,实验结果表明,该方法有很好的识别结果。     

基于能量峰定位的经验小波变换及在轴承微弱故障诊断中的应用

为了解决经验小波变换在轴承振动信号频谱分割不当的问题,提出了一种基于自适应能量峰定位的经验小波变换。该方法采用Teager能量算子对傅里叶频谱进行能量集中,降低噪声和无关分量影响;利用多尺度寻峰定位算法自适应确定频谱分割边界;通过构建小波滤波器组提取各模态分量。依据峭度指标挑选故障信息最大的模态分量,最后通过Hilbert包络解调提取轴承的故障特征频率。仿真和实验分析结果表明:提出的方法从能量角度入手,鲁棒性更强;频段划分考虑频谱的形状,能自适应识别故障频带;与原始经验小波变换方法相比,改进方法能明显增强早期微弱故障特征,提高轴承早期故障诊断性能。     

故障分量虚拟电压差夹角余弦母线保护方法

针对母线比率差动保护在区内故障有汲出电流情况下,由于元件灵敏度下降导致保护整组动作速度减慢或拒动问题,采用故障分量虚拟电压差夹角余弦的母线保护新方法。该方法通过平移故障分量电压信号的位置,计算平移得到的两个故障分量虚拟电压差的夹角余弦来判别区内和区外故障。在区内故障时,故障分量虚拟电压差方向相反,夹角余弦值为负值;在区外故障时,故障分量虚拟电压差方向相同,夹角余弦值为正值。最后通过理论分析和PSCAD(power systems computer aided design)搭建拉西瓦水电站模型验证了新方法在母线内部故障有汲出电流时,其动作裕度至少为比率差动保护的5.97倍;通过平行四边形定则分析并仿真验证了新方法不受母线区内故障高阻抗接地影响;且方法具有较强的抗电流互感器饱和能力。     

一种混合双端直流输电线路暂态保护方案

为保证混合双端型高压直流输电系统安全运行,论文分析了混合双端直流输电线路两端边界元件的幅频特性。根据区内外故障下线路暂态电压瞬时能量差值的不同特征,利用改进局部均值分解方法（local mean decomposition,LMD）来提取故障分量,论文提出了一种基于改进型LMD分解的直流线路暂态保护方法。该方法有效降低了经典LMD分解在处理直流故障信号时的端点效应和滑动误差对仿真数据的影响。最后利用PSCAD仿真软件搭建了LCC-MMC混合双端型高压直流输电线路仿真模型,利用该仿真模型输出直流输电线路区内和区外故障仿真结果。并利用Matlab对故障数据进行处理,进行了算法仿真。仿真结果表明暂态电压信号的瞬时能量值在区内故障状态下明显高于区外故障和无故障状态。仿真结果验证了所提保护方法的正确性。该方法能够快速可靠的实现故障判别,具有较强的实用性。     

VMD的时频特性及其在滚动轴承故障诊断中的应用

针对在强噪声干扰下的滚动轴承早期故障振动信号信噪比低导致故障特征提取困难的问题,提出了基于变分模态分解和Teager能量算子包络解调的滚动轴承故障诊断方法.该方法首先利用VMD算法对故障信号进行分解成若干不同频率的本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF);通过峭度准则筛选出峭度值最大的IMF,将其作为故障特征最敏感分量;利用Teager能量算子解调算法对该分量进行包络解调分析,提取调制故障特征.将该方法应用到仿真信号和滚动轴承故障振动信号分析当中,同时与EMD、小波变换方法进行了比较.结果表明,该方法提高了信号的分解效率,在噪声鲁棒性和抑制模态混叠方面具有良好的性能,能够实现滚动轴承故障的精确诊断,具有一定的理论研究意义和工程实用价值.     

基于变分模式分解和微积分增强能量算子的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障振动信号的特点,考虑变分模式分解在复杂信号分解及微积分增强能量算子在瞬态成分检测方面的优势,提出基于变分模式分解和微积分增强能量算子的滚动轴承故障诊断方法。首先利用变分模式分解将复杂信号分解为多个本质模式函数,以削弱背景噪声的影响和满足能量算子对信号单分量的要求;然后根据提出的敏感分量选取原则,从本质模式函数中选出包含主要故障信息的本质模式函数为敏感分量;最后利用微积分增强能量算子强化敏感分量中的瞬态冲击,并根据敏感分量瞬时能量的时域波形及Fourier频谱诊断滚动轴承故障。分析结果表明该方法能够有效诊断滚动轴承故障。     

利用改进变分模态分解突变能量的直流配电网保护方法

为了有效识别环状直流配电网中的故障，提高直流配电网保护的可靠性、选择性、速动性和灵敏性，保证系统的稳定运行，提出一种利用改进变分模态分解(VMD)突变能量的线路纵联保护方法。因为VMD算法需要先设置模态数，且模态数与分解效果息息相关，所以首先利用麻雀搜索算法(SSA)找到VMD算法合适的模态数，使得在此参数下的分解效果最优。然后根据线路首末两端突变能量的差异，构造保护方案。将故障时采集的电压、电流故障分量进行SSA-VMD分解，得到若干模态分量并计算其突变能量。根据区内、区外的突变能量大小差异构造区内、外故障判据，由故障时正负极的突变能量比值差异构造故障极判据。在PSCAD/EMTDC中搭建环状直流配电网模型，利用MATLAB进行保护方法验证，结果表明：在不同故障类型下，所提方法均可在3 ms内快速可靠动作；可以识别区内外故障并实现故障选极，保护线路全长；可耐受过渡电阻20Ω,耐受过渡电阻能力强；在40 dB噪声情况下，依旧可以识别故障，有一定的抗干扰能力。     

多导联癫痫脑电信号高频振荡特征提取与病灶定位算法

针对癫痫脑电信号中识别高频振荡节律困难的问题,提出一种基于Teager能量算子和曲线长度的多导联高频振荡节律(high-frequency oscillations,HFOs)特征提取与病灶定位算法。首先,采用陷波器和FIR数字滤波器对癫痫高频振荡信号进行预处理,其次,利用Teager能量算子和曲线长度对高频振荡节律的特征进行提取。最后,以功率谱为手段进行癫痫病灶定位。实际癫痫高频振荡仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

基于模型识别的并联电容器保护

提出了一种基于模型识别的并联电容器保护方法.该方法通过电容器模型方程对区内外故障时电容器参数进行求解,根据其主要特征离散度的不同来判断故障在区内或区外.使用微分方程求解网络参数,因而该方法不受非周期分量和高次谐波的影响.这种故障判断方法可以作为电容器组的保护.当区外相间故障时,可靠闭锁;当电容器连接线相间短路、内部元件击穿或电抗器匝间短路时,可靠动作.数值仿真结果表明,该方法能够在5 ms的时间内判断出故障,使保护的速动性和可靠性得到很大提高.     

保护型馈线自动化原理及实现方案

提出了一种基于通讯的保护型馈线自动化方案．配电网络中相邻连接的保护单元相互交换带方向的故障信息，实现馈线故障快速切除，完成故障隔离和系统重构，瞬时性故障通过重合闸恢复供电．在光调制解调器（MODEM）中通过编码将通讯功能和电平（即故障标志）传输功能分开，故障标志传输不需要专用的通道．光MODEM之间的帧传送是自主的，相邻MODEM间能够快速地传送电平信号，实现了点对点的故障信息交换、提出的快速保护方案通过了动模实验，在实际配电系统中运行了2年，对有通讯通道的城市配电系统有实用价值.     

基于零序电压小波包能量比的配网单相高阻接地故障辨识分析

配网高阻故障大多是架空线接触高阻抗物体引起的单相高阻接地故障,难以通过稳态特征进行识别。基于等值网络分析故障产生高频分量的原因并考虑正常状态对辨识的影响,提出一种基于零序电压小波包能量比的配网单相高阻接地故障辨识方法。利用小波包频段分解对零序电压进行能量特征提取,提取低频段能量与高频段能量的比值作为高阻故障的识别特征量。基于某10 kV配电网对方法进行测试,通过BP神经网络的辨识对比结果,证实了方法的有效性;通过中性点接地方式、拓扑结构及故障条件变化等多种因素的分析及仿真,验证了方法的适用性。     

基于图形相似度的分布式能源接入配电网差动保护方案

针对传统配电网其拓扑结构和故障特性由于分布式新能源的接入，发生了一定改变，对配电网的继电保护带来了新的挑战，提出一种依据线路两端电流波形相似度的自适应差动保护方案。该方案通过分析线路两端的电流波形特征，利用Hausdorff距离算法计算电流的相似度，在此基础上构建电流差动保护的制动系数，对故障区域进行自适应判别。在PSCAD/EMTDC软件中搭建基于分布式电源的配电网模型，对所提保护方案进行仿真验证，仿真结果表明该方案能准确判别故障区域，抗过渡电阻能力强，且不需要电压信息和增加额外保护装置，具有同时兼容低成本与高可靠性，抗同步误差能力强等优点。     

多能互补发电系统故障识别与测距方法

随着大量新能源的接入,使得多端柔性直流系统(Modular Multilevel Converter based Multi-terminal Direct Current, MMC-MTDC)故障特征愈加复杂,快速准确的故障识别与测距是亟需解决的关键难题之一。为此,本文提出了一种风-光-储-蓄互补发电站经柔性直流输电外送系统故障识别与测距方法。首先,搭建风-光-储-蓄互补发电站经柔直外送系统,在此基础上,提出了一种Teager能量算子能量熵的新方法,利用测量点正负极Teager能量算子能量熵的比值构建故障选极及区段识别判据。接着,针对已识别的故障线路,提出变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)与Teager能量算子 (Teager Energy Operator, TEO)相结合的故障测距方法。最后,利用PSCAD/EMTDC进行仿真,结果表明所提识别方法可以准确判断故障所在线路,所提测距方法能在故障发生2 ms时间窗内实现故障测距,误差率不超过2.55%,并具有较高的耐过渡电阻能力。     

数学形态滤波的电器瞬动保护算法

配电网出现单相接地故障时,故障相会出现大短路电流.智能电器要求在出现大短路电流情况下尽快启动瞬动保护,清除故障.但目前瞬动保护算法难以保证在各种短路情况下都能快速清除故障,保护重要负荷.本文对智能电器的瞬动保护算法进行了研究,提出了基于数学形态学(MM)滤波的瞬动保护算法,该算法先用级联数学形态滤波器对短路电流信号进行滤波,有效滤除了故障信号中的非周期分量和高频分量,滤波后用快速求导算法计算短路电流的有效值.算法简洁快速,兼顾瞬动保护的快速性和可靠性、不但有效地保护了线路和负荷,而且能缩短短路引起的电压暂降的持续时间,减少了短路造成的经济损失.     

基于形态梯度的输电线电流行波比较式超高速保护

将形态学的概念引入到电流行波比较式保护原理中，提出了基于形态学梯度变换的超高速电流行波极性比较式保护算法．算法具有运算量小、计算速度快的优点，并且由Clark变换产生1、2两种线模量，取形态学梯度变换后极大值较大的模量进行极性比较，因此对于任何一种故障类型都有较高的灵敏度，不存在故障类型引起的动作死区．ATP仿真测试表明，该算法可以用来实现超高速保护，基本上能够正确判别区内外故障，适应不同位置、不同过渡电阻、不同初始角及不同类型的故障情形．此外，还提出了电流行波相似度比较式线路保护方案，此方案不依赖于两端某一点的极性来判断区内外故障，而是通过比较线路两端一段时间内电流的相似度来区分区内外故障，因此可以明显提高判别故障位置的可靠性．     

瞬时频率计算方法的比较研究和改进

希尔伯特-黄变换是目前最广泛使用的提取信号瞬时频率时频分析方法,但在求取瞬时频率过程存在端点效应问题.针对这个问题,本文从解析信号的瞬时频率定义着手,介绍了Bedrosian等式和Nuttall定理的限制条件,分析了希尔伯特变换端点效应的产生原因,研究了基于经验调幅调频分解求取瞬时频率的方法及原理.在此基础上比较了希尔伯特变换、Teager能量算子和直接正交法在求取瞬时频率的优缺点.通过实例验证可以得出以下结论:(1)希尔伯特变换解调信号端点效应明显;(2)Teager能量算子法易受信号形式和噪声影响,误差较大;(3)直接正交法易受信号极值点影响,在极值点处会产生瞬时频率突变.针对直接正交法存在的问题,提出了一种改进算法,仿真结果表明:改进算法的效果较为理想,误差较小,能够解决直接正交法求取瞬时频率在极值点处发生突变的问题.