基于压缩传感的舰船电网电能质量数据获取方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51307178
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0704.电力系统与综合能源
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Ship integrated power system has the physical characteristics of denser grid capacity, more nonlinear loads, and larger impulse to grid, which will cause severe power quality problems. Thus building a power quality monitoring system and obtaining timely, accurate power quality information are the preconditions of improving power quality in the island power system of a ship. Data acquisition method is one of the key theories and techniques of power quality monitoring system. Traditional methods for acquisition and compression of power quality signals are based on Nyquist sampling theory, which are faced with such troubles as high sampling rate,waste of sampling resources and high attainable cost for hardware. To solve these problems, based on compressed sensing theory a method for compressed sampling and reconstruction of power quality data is studied here. Different from the traditional signal acquisition process, compressed sensing, which is a new theory that captures and represents compressible signals at a sampling rate significantly below the Nyquist rate. It firstly employs non-adaptive linear projections that preserve the structure of the signal, and then the signal reconstruction is conducted using an optimization process from these projections. Compressed sensing has been a research hotspot and a new theoretical framework in the field of signal processing. This technique also is in the initial stage in the field of electronics and electrical engineering. Three problems will be studied in our research: (1)signal sparse representation.How to construct theredundant dictionary, which match with the time-frequency character of power quality data. Also ,fast algorithm of sparse decomposition will be studied; (2)design of measurement matrix.How to build appropriate random measure matrix to realize low-rate sampling. (3)reconstruction algorithm matching with sparse decomposition.
舰船综合电力系统电网容量密度大、非线性负荷多、负荷对电网的冲击大,电能质量问题严重,必须建立电能质量监测系统,获得及时准确的电能质量信息,以改善电网电能质量。数据获取是电能质量监测的关键技术,传统电能质量数据获取以Nyquist采样定理为基础,存在采样率高、采样资源浪费和硬件实现成本高的问题。压缩传感是一种全新的数据采集和编码理论,它以远低于Nyquist采样频率的非适应性测量和优化方法高概率重构信号,合并采样和压缩过程,是信号处理领域的研究热点和新的框架,在电气电子工程领域的应用处于起步阶段。本项目研究基于压缩传感的舰船电网电能质量数据获取方法,理论上要解决三个问题:(1)构造适合于舰船电能质量信号时频特征的冗余字典,将信号进行稀疏表示,并设计快速有效的稀疏分解算法;(2)根据冗余字典原子库构成,构造合适的测量矩阵获取观测向量,实现信号低速采样;(3)与稀疏分解相对应的快速重构算法的实现。

结项摘要

数据获取是电能质量监测的关键技术,本项目研究基于压缩传感的舰船电网电能质量数据获取方法,期望能获得较传统数据压缩方法更优的性能,解决传统的电能质量信号采集压缩方法所面临的采样率高、采样资源浪费及硬件实现成本高的问题。.本项目主要研究内容包括以下三点:(1)构造适合于舰船电能质量信号时频特征的冗余字典将信号进行稀疏表示;(2)构造合适的测量矩阵获取观测向量,实现信号低速采样;(3)与稀疏分解相对应的快速重构算法的实现。在电能质量的稀疏表示问题上,本项目采用小波、小波包、DCT、DFT等多个基函数构成一个混合基作为冗余字典来适应电能质量信号的时频特征,解决了单一的正交基不能很好的匹配所要分解的信号的问题。研究结果表明,在以l2相对恢复误差作为衡量指标时,采用冗余字典实现信号的稀疏分解,不仅能够更好的匹配电能质量信号,也能得到更少的原子数,也即信号在冗余字典下会更稀疏。在构造测量矩阵问题上,设计了正交高斯分布随机信号作为测量矩阵,实现了信号的压缩采样。研究结果表明,由部分DCT矩阵构成的测量矩阵由于与信号稀疏分解的冗余字典有相关性,不能成功恢复信号;正交高斯随机测量矩阵在重构时的迭代搜索次数、搜索时间上均优于高斯随机测量矩阵,伯努利随机测量矩阵、随机0-1矩阵。在重构算法的实现问题上,采用正交匹配追踪(OMP)算法实现信号重构。研究结果表明,OMP算法在重构信噪比、搜索时间上均优于迭代重加权最小二乘法(IRLS)、凸优化法(CVX)和基追踪(BP)法。.仿真结果表明,对于谐波信号,同一压缩率下压缩传感重构SNR要大于小波变换和DCT变换;对于暂态扰动信号,压缩传感重构SNR小于小波变换和DCT变换。分析认为,在预构的冗余字典下信号的稀疏度仍然不够,需要采用学习字典实现稀疏编码。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
基于潮流计算的环形直流微电网母线电压协调控制策略研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    海军工程大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李玉梅
  • 通讯作者:
    李玉梅
基于组合赋权雷达图实现电网电能质量综合评估
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    国防科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    欧阳华;李辉;乔鹏程;吴正国
  • 通讯作者:
    吴正国
基于模板的电能质量信号数据压缩
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    武汉理工大学学报(交通科学与工程版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔旭;尹为民;王黎明
  • 通讯作者:
    王黎明
电能质量信号的三维数据压缩
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    计算技术与自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔旭;尹为民;欧阳华
  • 通讯作者:
    欧阳华

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

若尔盖高寒湿地土壤氮矿化对温度和湿度的响应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    湿地科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张锋;高俊琴;欧阳华;王春梅
  • 通讯作者:
    王春梅
对周向倾斜静叶在动静干涉中的非定常特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    上海交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘海建;欧阳华;吴亚东;田杰;杜朝辉
  • 通讯作者:
    杜朝辉
一种考虑薄壁散射效应的声学计算模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    计算力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡彬彬;欧阳华;吴亚东;杜朝辉
  • 通讯作者:
    杜朝辉
dq变换和MUSIC算法在间谐波检测中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    电力系统及其自动化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    欧阳华;吴正国;尹为民;OUYANG Hua;WU Zheng-guo;YIN Wei-min
  • 通讯作者:
    YIN Wei-min
基于大涡模拟下风力机翼型非定常转捩流动的动态模态分解分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙翀;田甜;竺晓程;欧阳华;杜朝辉
  • 通讯作者:
    杜朝辉

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码