【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及信號處理，尤其涉及一種負(fù)荷曲線信號分解方法、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)及設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、負(fù)荷曲線信號往往包含了大量的噪聲成分和非線性特征，這使得傳統(tǒng)的信號分解方法難以準(zhǔn)確、高效地提取出有用的信息。
2、傳統(tǒng)的負(fù)荷曲線信號分解方法，如傅里葉變換、小波變換等，雖然在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)信號的分解，但在處理非線性、非平穩(wěn)信號時，容易丟失信號的局部特征，且對于噪聲的魯棒性較差，難以準(zhǔn)確提取出負(fù)荷曲線信號中的模態(tài)分量。
3、此外，隨著智能電網(wǎng)和新能源的快速發(fā)展，負(fù)荷曲線信號變得更加復(fù)雜和多變，傳統(tǒng)的分解方法已經(jīng)難以滿足實際需求，因此，需要一種更加高效、準(zhǔn)確的負(fù)荷曲線信號分解方法，以應(yīng)對復(fù)雜多變的負(fù)荷曲線信號，提高信號處理的精度和效率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此，有必要針對上述問題，提出了一種負(fù)荷曲線信號分解方法。
2、一種負(fù)荷曲線信號分解方法，所述方法包括：
3、采集原始負(fù)荷曲線信號x(t)并對其添加高斯白噪聲δ0ωn(t)，得到負(fù)荷曲線信號xn(t)；
4、根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)分解對所述負(fù)荷曲線信號進(jìn)行處理，得到模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量；
5、設(shè)置預(yù)設(shè)條件，并判斷所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量是否滿足預(yù)設(shè)條件；
6、若所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量滿足預(yù)設(shè)條件，則將所述若干個模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量作為負(fù)荷曲線的分解結(jié)果。
7、上述方案中，所述負(fù)荷曲線信號為：>
8、xn(t)＝x(t)+δ0ωn(t)
9、其中，x(t)為原始負(fù)荷曲線信號，δ0ωn(t)為添加高斯白噪聲，xn(t)為負(fù)荷曲線信號；
10、所述負(fù)荷曲線信號對應(yīng)的約束表達(dá)式為：
11、
12、所述負(fù)荷曲線信號對應(yīng)的增廣拉格朗日表達(dá)式為：
13、
14、其中，α為懲罰因子；λc為拉格朗日乘法算子；l()為增廣拉格朗日函數(shù)；為通道號為c、模式號為k、加入n維白噪聲的解析調(diào)制信號；uk,c(t)為第c通道的第k個模態(tài)；ωk為第k個模態(tài)的中心頻率；xc(t)+δ0ωn(t)為加入白噪聲后的信號。
15、上述方案中，所述根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)分解對所述負(fù)荷曲線信號進(jìn)行處理，得到模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量之前，還包括：
16、根據(jù)所述負(fù)荷曲線信號xn(t)確定異常噪聲點并對其進(jìn)行去除；
17、獲取所述負(fù)荷曲線信號xn(t)中的缺失值，并根據(jù)原始負(fù)荷曲線信號x(t)的趨勢對其進(jìn)行填補。
18、上述方案中，所述根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)分解對所述負(fù)荷曲線信號進(jìn)行處理，得到模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量，具體包括：
19、對所述負(fù)荷曲線信號xn(t)進(jìn)行emd分解，得到若干個第一本征模態(tài)函數(shù)imfs集合；
20、對所述第一本征模態(tài)函數(shù)imfs集合進(jìn)行平均，獲取第一模態(tài)分量；
21、確定所述初步模態(tài)分量與原始負(fù)荷曲線信號x(t)之間的第一殘差信號；
22、判斷所述第一殘差信號是否滿足閾值范圍；
23、若滿足，輸出所述第一模態(tài)分量；
24、構(gòu)建多元變分模態(tài)分解框架，所述多元變分模態(tài)分解框架包含負(fù)荷曲線信號對應(yīng)的約束表達(dá)式和負(fù)荷曲線信號對應(yīng)的增廣拉格朗日表達(dá)式；
25、根據(jù)所述負(fù)荷曲線信號對應(yīng)的增廣拉格朗日表達(dá)式對所述第一模態(tài)分量進(jìn)行迭代優(yōu)化，得到滿足約束表達(dá)式的模態(tài)分量；
26、輸出滿足約束表達(dá)式的模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量。
27、上述方案中，所述設(shè)置預(yù)設(shè)條件，并判斷所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量是否滿足預(yù)設(shè)條件，具體包括：
28、所述預(yù)設(shè)條件包含損失函數(shù)e，排列熵pe，模態(tài)混疊分析和中心頻率間隔大小；
29、所述損失函數(shù)e為：
30、
31、其中，xn(t)為負(fù)荷曲線信號，u(t)為多變量調(diào)制振蕩信號。
32、上述方案中，所述設(shè)置預(yù)設(shè)條件，并判斷所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量是否滿足預(yù)設(shè)條件，具體包括：
33、根據(jù)所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量確定多變量調(diào)制振蕩信號u(t)；
34、確定所述多變量調(diào)制振蕩信號u(t)與負(fù)荷曲線信號xn(t)確定損失函數(shù)值；
35、當(dāng)所述損失函數(shù)值滿足損失范圍時，確定多元變分模態(tài)分解框架的排列熵pe；
36、當(dāng)所述排列熵pe滿足閾值范圍時，判斷所述若干個模態(tài)分量是否發(fā)生模態(tài)混模；
37、當(dāng)所述若干個模態(tài)分量未發(fā)生模態(tài)混模時，確定所述若干個模態(tài)分量中的相鄰模態(tài)函數(shù)的中心頻率間隔；
38、當(dāng)所述心頻率間隔滿足間隔范圍時，則將所述若干個模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量作為負(fù)荷曲線的分解結(jié)果。
39、上述方案中，還包括：當(dāng)所述損失函數(shù)值未滿足損失范圍時、當(dāng)所述若干個模態(tài)分量發(fā)生模態(tài)混模以及當(dāng)所述心頻率間隔未滿足間隔范圍時，調(diào)整所述多元變分模態(tài)分解框架的模態(tài)數(shù)量k，并重新判斷所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量是否滿足預(yù)設(shè)條件。
40、本申請還提出了一種負(fù)荷曲線信號分解系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：信號獲取單元、信號處理單元、判斷單元和信號輸出單元；
41、所述信號獲取單元，用于采集原始負(fù)荷曲線信號x(t)并對其添加高斯白噪聲δ0ωn(t)，得到負(fù)荷曲線信號xn(t)；
42、所述信號處理單元，用于根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)分解對所述負(fù)荷曲線信號進(jìn)行處理，得到模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量；
43、所述判斷單元，用于設(shè)置預(yù)設(shè)條件，并判斷所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量是否滿足預(yù)設(shè)條件；
44、所述信號輸出單元，用于若所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量滿足預(yù)設(shè)條件，則將所述若干個模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量作為負(fù)荷曲線的分解結(jié)果。
45、本申請還提出了一種可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如下步驟：
46、采集原始負(fù)荷曲線信號x(t)并對其添加高斯白噪聲δ0ωn(t)，得到負(fù)荷曲線信號xn(t)；
47、根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)分解對所述負(fù)荷曲線信號進(jìn)行處理，得到模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量；
48、設(shè)置預(yù)設(shè)條件，并判斷所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量是否滿足預(yù)設(shè)條件；
49、若所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量滿足預(yù)設(shè)條件，則將所述若干個模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量作為負(fù)荷曲線的分解結(jié)果。
50、本申請還提出了一種計算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行如下步驟：
51、采集原始負(fù)荷曲線信號x(t)并對其添加高斯白噪聲δ0ωn(t)，得到負(fù)荷曲線信號xn(t)；
52、根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述負(fù)荷曲線信號為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)分解對所述負(fù)荷曲線信號進(jìn)行處理，得到模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量之前，還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)分解對所述負(fù)荷曲線信號進(jìn)行處理，得到模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量，具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述設(shè)置預(yù)設(shè)條件，并判斷所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量是否滿足預(yù)設(shè)條件，具體包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述設(shè)置預(yù)設(shè)條件，并判斷所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量是否滿足預(yù)設(shè)條件，具體包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，還包括：
8.一種負(fù)荷曲線信號分解系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：信號獲取單元、信號處理
9.一種可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任一一項所述方法的步驟。
10.一種計算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任一一項中所述方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述負(fù)荷曲線信號為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)分解對所述負(fù)荷曲線信號進(jìn)行處理，得到模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量之前，還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述根據(jù)完全集合多元變分模態(tài)分解對所述負(fù)荷曲線信號進(jìn)行處理，得到模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量，具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)荷曲線信號分解方法，其特征在于，所述設(shè)置預(yù)設(shè)條件，并判斷所述模態(tài)數(shù)量和對應(yīng)的若干個模態(tài)分量是否滿足預(yù)設(shè)條件，具體包括：
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何鑫，邢超，鄧燦，奚鑫澤，楊楠，侯少波，張智祥，馬遵，
申請(專利權(quán))人：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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