基于参数化时频分析的电网故障行波信号精确识别方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51507015
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 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:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The reliable and accurate identification of traveling wave lays a foundation for traveling wave protection and location. The existing traveling wave identification methods are usually based on non-parameterized time-frequency analysis. It is difficult to achieve reliable identification of some minor and complex traveling wave signals, which are influenced by strong electromagnetic interference and complex refraction and reflection. Therefore, the project proposes and investigates the identification method of traveling wave signals based on parameterized time-frequency analysis. 1) The characteristics of traveling wave signals are analyzed. Time-varying autoregressive (TVAR) model with alpha stable distribution is constructed to describe temporal dynamic characteristics of traveling wave signals. And then, the project explores the noise interference cancellation method. 2) For the delay of the parameters’ abrupt changes, the project investigates the adaptive particle filtering methods with variable forgetting factor, which focus on estimating the statistical characteristics of parameter noise. The accurate parameters are obtained by use of the proposed optimization algorithms. 3) The correlation feature values are extracted from time domain and time-frequency domain by using a wealth of precise parameters information. Especially the feature values, such as alpha stable distribution parameters and instantaneous frequency, are closely related to the fault information. On the basis, the minor and complex traveling wave signals are perceived reliably and accurately by joint time-frequency analysis of feature values. Some novel identification parameters are proposed, and the disturbed traveling wave signals are accurately identified in the project, which will provide parameters support for construction of novel traveling wave protection and fault location principles.
电网故障行波信号的可靠准确识别是故障行波保护与定位的基础。现有行波识别一般采用非参数化时频分析方法,难以实现对强电磁干扰条件下轻微故障行波信号和复杂折反射行波信号的可靠辨识。为此,项目提出并研究基于参数化时频分析的行波识别方法:1)研究电网故障行波信号特征,构建Alpha稳定分布-时变自回归模型,准确描述行波信号的时域动态特性,并研究基于该参数化模型的噪声干扰消除方法;2)针对模型参数突变的延迟性,研究以参数噪声统计特性估计为核心、带时变遗忘因子的自适应粒子滤波算法,实现行波参数的准确估计;3)利用精确的参数信息从时域和时频域提取关联特征量,特别是与故障信息密切相关的Alpha稳定分布参数和瞬时频率,时频联合分析准确可靠地感知强电磁干扰下微弱故障行波信号和多次折反射复杂行波信号。本项目提出行波信号的新型识别参数,实现受扰行波信号的准确识别,为构建新型故障行波保护与定位原理提供参数支持。

结项摘要

精确可靠的故障定位是电网安全稳定运行的重要保障,行波定位法具有定位精度高等特点,成为电网故障定位的研究热点。但现有的非参数化时频分析的行波辨识方法在线路雷击、复杂折反射以及强噪声干扰等情况下,其可靠性与准确性难以得到保障,严重影响行波定位法的实用效果。本项目提出了基于参数化时频分析的行波识别方法,研究了行波信号的时域状态空间建模和时域滤波消噪方法,提出了三种行波信号奇异点检测算法,实现了行波信号的精确检测和特征提取,搭建了仿真模型,对不同故障条件下的单相接地故障进行了仿真实验,结果验证了检测算法的有效性和优越性。项目研究成果有利于提高故障定位的精度和可靠性,为构建新型故障行波保护与定位原理提供了参数支持。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Double-Ended Traveling-Wave Fault-Location based on Residual Analysis using An Adaptive Extended Kalman Filter
基于自适应扩展卡尔曼滤波器残差分析的双端行波故障定位
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IET Signal Processing
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Yanhui Xi;Xiaodong Zhang;Zewen Li;Xiangjun Zeng;Xin Tang
  • 通讯作者:
    Xin Tang
Parameter estimation of RBF-AR model based on the EM-EKF algorithm
基于EM-EKF算法的RBF-AR模型参数估计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    自动化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yanhui Xi;Hui Peng;Hong Mo
  • 通讯作者:
    Hong Mo
Application of digital signal processing tools for the detection of voltage sag/swell
应用数字信号处理工具检测电压骤降/骤升
  • DOI:
    10.1177/0020720918754830
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    International Journal of Electrical Engineering Education
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yanhui Xi;Xin Tang;Zewen Li;Xiangjun Zeng
  • 通讯作者:
    Xiangjun Zeng
Fault location based on travelling wave identification using an adaptive extended Kalman filter
使用自适应扩展卡尔曼滤波器进行基于行波识别的故障定位
  • DOI:
    10.1049/iet-gtd.2017.0897
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    IET Generation Transmission & Distribution
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Xi Yanhui;Li Zewen;Zeng Xiangjun;Tang Xin;Zhang Xiaodong;Xiao Hui
  • 通讯作者:
    Xiao Hui
Modeling financial time series based on heavy-tailed market microstructure models with scale mixtures of normal distributions
基于具有正态分布尺度混合的重尾市场微观结构模型对金融时间序列进行建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    International Journal of Systems Science
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Yanhui Xi;Hui Peng
  • 通讯作者:
    Hui Peng

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其他文献

基于暂态波形相关性的配电网故障定位方法
  • DOI:
    10.7500/aeps20191122006
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电力系统自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李泽文;刘基典;席燕辉;贺子凝;吕佳佳;龙玺
  • 通讯作者:
    龙玺
高压交流输电线路故障行波定位技术综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    长沙理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李泽文;曾祥君;夏翊翔;王帅;席燕辉
  • 通讯作者:
    席燕辉
基于自适应卡尔曼滤波残差分析的谐波检测
  • DOI:
    10.19783/j.cnki.pspc.190132
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    电力系统保护与控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔永林;席燕辉;张小东
  • 通讯作者:
    张小东
自适应EKF-ML滤波器在电压暂降检测中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    电力系统及其自动化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    席燕辉;张小东;李泽文;赵廷
  • 通讯作者:
    赵廷

其他文献

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席燕辉的其他基金

融合网络拓扑结构和暂态信号的配电网故障识别与精确定位研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
融合网络拓扑结构和暂态信号的配电网故障识别与精确定位研究
  • 批准号:
    52277078
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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]
      
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