[发明专利]一种基于压缩传感的同步相量测量方法

摘要

本发明公开了一种基于压缩传感的同步相量测量方法，其特点是，针对现有的同步相量信号处理方法存在的精确度低等问题，将压缩传感应用于同步相量测量中，包括对典型测量信号建模；利用离散傅里叶变换对构建的测量信号模型进行稀疏变换；并选用狄利克雷矩阵为观测矩阵，重构测量信号进行分析；基于上述信息，利用压缩传感重构算法等步骤，通过对典型的测量信号进行的波形分析，使同步相量能够得到更加精确和高效的测量，具有方法科学合理，适用性强，推广应用价值高，效果佳等优点。

主权项

1.一种基于压缩传感的同步相量测量方法，其特征是，其步骤为：步骤1：对典型测量信号进行分析，总结其基本特征，构建典型测量信号的数学模型，包括谐波和间谐波信号、频率斜升信号、幅度和相位调制信号、幅度和相位阶跃信号；步骤2：将压缩传感与离散傅里叶变换相结合，对典型测量信号进行稀疏变换：步骤2‑1：由于实际测量信号能够用多个正弦波叠加的形式来表示，因此可利用复指数形式表示为：其中A_h为正弦信号的幅度值，φ_h为相位值，f_h为频率值且f_h＝h·f₀，f₀＝1/T₀是基波频率，t为时间，T₀为基波的波形周期，h为正弦信号的个数；步骤2‑2：给定N个波形序列样本，DFT算法给出了相应的频域系数为：式中0≤k＜N,k为采样点数，v_h为第h个波形分量的频率，且v_h＝f_hT_s，T_s为归一化采样周期，指数n₀为序列中第一个波形样本的时刻，S_H是所有复指数项的集合，D_N(·)为狄利克雷函数：其中v为离散归一化频率；步骤2‑3：引入插值因子P，则一个精细频率网格的步长Δ'_f＝Δ_f/P，Δ_f为频率分辨率，总网格点数N'＝P·N，则(2)式近似为：在公式(4)中引入插值因子P得：式中l∈S_h，S_h为与波形分量相关的整数子集，即：并且上式(5)可以简化为：s≈Da            (6)其中s为测量向量，向量s包含DFT的频域系数，D为观测矩阵，且矩阵D是N×N'维的，a为未知向量，包含与波形有关的幅值信息；步骤3：利用重构算法重构信号。