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《利用關(guān)聯(lián)向量機與s變換識別電能質(zhì)量擾動》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、利用關(guān)聯(lián)向量機與S變換識別電能質(zhì)量擾動 摘要：在當(dāng)前社會背景下和現(xiàn)代生產(chǎn)環(huán)境下，對電能質(zhì)量，尤其是對于暫態(tài)電能質(zhì)量的要求越來越高，這直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟效益。為此，本文主要從以下方面針對利用關(guān)聯(lián)向量機和S變換識別電能質(zhì)量擾動進(jìn)行了簡單分析與探討。關(guān)鍵詞：關(guān)聯(lián)向量機；S變換；識別；電能質(zhì)量擾動中圖分類號：R363.1+24文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A低質(zhì)的電能質(zhì)量不僅會造成設(shè)備的物理損害，而且會產(chǎn)生停機時間，這些又會繼而降低生產(chǎn)率和促使能源成本大幅提升。因此，對利用關(guān)聯(lián)向量機和S變換識別電能質(zhì)量擾動的探討有其重要的價值和意義。一
2、、研究背景6近年來隨著沖擊性負(fù)荷和非線性負(fù)荷的大量使用，使得電網(wǎng)電能質(zhì)量受到了嚴(yán)重的干擾，如電壓暫升、電壓暫降、電壓波動以及電壓中斷、振蕩暫態(tài)和諧波等現(xiàn)象，可見電能質(zhì)量問題嚴(yán)重，電能質(zhì)量受到擾動除了會影響到電網(wǎng)的正常運行以外，而且還會帶來巨大的經(jīng)濟損失，據(jù)美國國家數(shù)據(jù)統(tǒng)計，其每年由于電能質(zhì)量擾動所造成的經(jīng)濟損失達(dá)200多億美元，因此，當(dāng)前的主要任務(wù)就是加強對電能質(zhì)量擾動的識別和檢測，改善電能質(zhì)量，確保電網(wǎng)運行，減少經(jīng)濟損失。目前在檢測電能質(zhì)量擾動方法主要用到的方法有小波變換、傅立葉變換、S變換等，其中，傅立葉變換主要適用于平
3、衡周期信號的檢測，而小波變換則由于具有良好的時頻分析能力，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，但是其抗干擾能力相對較差，導(dǎo)致結(jié)果不具有直觀性。因此，在這樣的背景下，S變換應(yīng)用而生，該檢測方法是在傅立葉變換和小波變換的基礎(chǔ)上結(jié)合發(fā)展起來的一種檢測方法，不僅具有良好的時頻分析能力，而且在檢測時能夠提取各種信號的相位、頻率、幅值等相關(guān)的特征信息，更為重要的是可以與模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)等智能算法相結(jié)合，能夠取得更為直觀的檢測效果。二、關(guān)聯(lián)向量機所謂關(guān)聯(lián)向量機，簡單來講，就是一種基于貝葉斯學(xué)習(xí)方法中建立起來的一種支持向量機，通過將貝葉斯推理
4、方法和高斯過程應(yīng)用于向量機中，以得到相應(yīng)的概率化結(jié)果，主要應(yīng)用于函數(shù)回歸與分類，通常情況下，其具體的輸出模型為在應(yīng)用時，需要給定具體的數(shù)據(jù)，并且使用連接函數(shù)，以得到具體的似然函數(shù)，其中，W為權(quán)值矢量，函數(shù)公式如下：然后在分析計算時，經(jīng)過協(xié)方差矩陣和迭代法處理，就可以得到以下簡單化式：6根據(jù)以上公式可以發(fā)現(xiàn)ai值是不變化的，且隨著其趨向于無窮大時，那么其所相應(yīng)的權(quán)值也就趨向于0，在這里就可以得到解的稀疏性，而其他與ai相對應(yīng)的值則為關(guān)聯(lián)向量。S變換S變換作為一種可逆的時頻分析法，是在1996年由STOCKWELL所提出的，其主
5、要的思想就是通過對傅立葉變換和連續(xù)小波變換的發(fā)展過程而發(fā)展起來的，具體的變換定義如下：根據(jù)以上定義分析可以知道，其克服了隨著頻率變化的高度變化和寬度變化以及短時期的傅立葉變換這兩種缺陷，在這里我們可以將其看作為一種相位修正，若是選取其中的變換核，就會得到復(fù)向量和高斯窗的乘積，具體如下：S變換可以清晰地表現(xiàn)相關(guān)的擾動特征，隨著采樣時間的變化，系數(shù)會發(fā)生相應(yīng)的變化，然后根據(jù)具體的持續(xù)時間和發(fā)生時刻，就可以得到電壓尖峰以及電壓缺口等，在這里通過諧波信號擾動信號來進(jìn)行具體的說明：根據(jù)以上圖示分析可以知道，其變換事現(xiàn)三條平直的山脊，同
6、樣也清楚地顯示出了諧波的三次諧波以及對應(yīng)的頻率情況，進(jìn)而通過以下特征就可以與其他的擾動信號進(jìn)行正確的識別。四、擾動識別6關(guān)于基于關(guān)聯(lián)向量機和S變換的電能質(zhì)量擾動識別，從以下兩個方面進(jìn)行簡單分析：基于關(guān)聯(lián)向量機的電能質(zhì)量擾動識別一般而言，關(guān)聯(lián)向量機可以實現(xiàn)電壓中斷、電壓暫降、正弦信號、電壓暫升、電壓波動、諧波、暫態(tài)振蕩、諧波上升等各種電能質(zhì)量的擾動信號，具體的識別系統(tǒng)框架圖如圖1所示：根據(jù)以上圖示分析分析，可以知道其在分析時主要表現(xiàn)為兩個方面：（1）樣、本訓(xùn)練，需要將以上不同的電能質(zhì)量擾動信號通過RVM1進(jìn)行分類訓(xùn)練，其中，若
7、為標(biāo)準(zhǔn)正弦信號，系統(tǒng)就會輸出1，否則則會輸出0，接著應(yīng)用RVM2的作用，對剩下的電能質(zhì)量擾動信號進(jìn)行分類識別，如果出現(xiàn)諧波，則會輸出1，否則則為0，與上述識別分類方法相同，RVM3-RVM8對于電能質(zhì)量振動分類的識別則大體相同。（2）樣本測試：在進(jìn)行樣本測試時，則需要將分類好的測試樣本一一輸入到訓(xùn)練好的RVM中，并結(jié)合輸出結(jié)果進(jìn)行識別，比如輸出值大于0，則表示對應(yīng)相關(guān)的擾動類型，若是小于0則為電能質(zhì)量擾動信號。2.基于S變換的電能質(zhì)量擾動識別6一般而言，電能質(zhì)量信號經(jīng)過S變換后，就可以得到一個復(fù)時頻矩陣，其行向量主要表示某一
8、處隨時間變化的幅值變化情況，而列向量則主要表示某一時間點的瞬時幅頻特性，在以上分析中，我們可以知道電能質(zhì)量的擾動信號主要有電壓中斷、電壓暫降、正弦信號、電壓暫升、電壓波動、諧波、暫態(tài)振蕩、諧波上升等，在經(jīng)過S變換處理后，得到相應(yīng)的最大頻譜幅值曲線、基頻幅值曲線、時頻等值曲線，但是在實際的檢
