專利名稱：一種基于壓縮采樣正交匹配追蹤的諧波檢測方法
技術領域：
本發明涉及電カ系統諧波檢測領域，是ー種基于壓縮采樣正交匹配追蹤的諧波檢測方法。
背景技術：
隨著電力負荷的不斷増加，大量非線性元器件的應用，諧波問題日益復雜化。電カ系統不僅存在整數次諧波，也存在非整數次諧波。傳統的快速傅里葉變換可實現整數次諧波的精確檢測，但對非整數次諧波的檢測誤差較大。小波變換可用于非平穩諧波檢測，但是由于各頻帶之間存在交叉現象，造成小波基的選取困難，影響了檢測精度。其他還有諸如HHT、補償電流最小原理、卡爾曼濾波、Prony算法等多種方法。以上諧波檢測方法都具有各自的特點和應用局限性，但其共性是均建立在傳統信號處理香農采樣定理的基礎上，即采 集的信號必須嚴格遵守奈奎斯特采樣頻率，采樣頻率必須大于信號最高頻率的兩倍。因此若待檢測的原始信號已經經過數據壓縮，則檢測信號之前需對壓縮數據進行解壓縮處理，然后才能進行相應的檢測與分析。實際上，對于信號檢測問題，大多數情況下，檢測目標并不需要精確重構原始信號。若能避開解壓縮過程，直接從壓縮數據中提取目標信號的信息，就能大大降低信號檢測過程的復雜度。傳統的采樣方法以及解壓縮過程帶來了大量的資源浪費，所以尋找新的壓縮方法，利用檢測算法直接從壓縮采樣值中提取所需特征量，完成各種諧波檢測具有重要的理論和實用意義。
發明內容
本發明的目的在于提出一種基于壓縮采樣的正交匹配追蹤電カ系統諧波檢測方法，它可以突破原有香農采樣定理的極限，以遠低于奈奎斯特頻率進行采樣。該方法基于正交匹配追蹤思想，在每次迭代中對特征量進行修正，直接從壓縮數據中檢測出基波及各次諧波成份，無需解壓縮過程。本發明采用的技術方案是包括如下步驟
步驟I :確定被測信號的測量矩陣維的高斯隨機測量矩陣，得到觀測矩陣
# = #零，稀疏變換基—為傅里葉變換換基，稀疏信號z的近似值3初值^/4所有元
素置零，(-1是當前迭代次數；初始冗余誤差值即壓縮采樣向量v = n ,n = fi = #/,j為
被測信號，X為在感知矩陣Y下對/被測信號的稀疏表示;
步驟2 :待檢測的諧波分量次數初值為 =1 ；
步驟3 :迭代次數初值為(=1 ；
步驟4 :計算信號代理為y =表示—的伴隨矩陣；步驟5 :選擇信號代理
權利要求
1.一種基于壓縮采樣正交匹配追蹤的諧波檢測方法，其特征在于按如下步驟 步驟I : 確定被測 信號 的測 量矩 陣Φ^ΜχΝψ = φψ，稀疏變換基τ為傅里葉變換換基，稀疏信號Z的近似值a初值 所有元素置零，t-i是當前迭代次數;初始冗余誤差值即壓縮采樣向量
2.根據權利要求I所述的基于壓縮采樣正交匹配追蹤的諧波檢測方法，其特征在于步驟2中，當《=1時，滿足步驟10所述迭代停止條件，此次諧波分量估計值
3.根據權利要求I所述的基于壓縮采樣正交匹配追蹤的諧波檢測方法，其特征在于所述步驟5、6和8中，在采用雙邊譜模式時，其中每個諧波分量的稀疏度^=2。
全文摘要
本發明公開了一種壓縮采樣正交匹配追蹤電力系統諧波檢測方法，首先對原始諧波信號進行壓縮采樣，然后應用正交匹配追蹤算法直接對采樣序列值進行諧波檢測與分離，無需估計稀疏度，每個諧波成份對應的頻率特性為兩條譜線，壓縮采樣正交匹配追蹤諧波檢測算法中稀疏度為確定量，避免了稀疏度估計帶來的誤差，在每次迭代中均對特征量進行修正，冗余誤差值被更新，用于構建新的冗余信號代理，進一步識別出當前分量中的最大元素；不需要進行原始信號的重構，只需要很少的信號采樣點數即能對原始諧波信號精確檢測，減少了采樣設備的負擔，節約了中間變量的存儲空間，能從壓縮信號中直接檢測出感興趣的基波和各次諧波成份。
文檔編號G01R23/16GK102955068SQ201210368410
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者沈躍, 劉國海, 劉慧 , 陳兆嶺, 張 浩, 趙文祥, 白雪, 蔣彥 申請人:江蘇大學