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1、《自動化與儀器儀表》2016年第2期(總第196期)改進小波閾值算法在電能質量去噪中的應用半姚建紅1，張海鷗1，張守宇2，劉明3，孟磊1(1．東北石油大學電氣工程系黑龍江大慶，163318)(2．大慶油田建設集團有限責任公司安裝公司黑龍江大慶，163000)(3．中國石油天然氣股份有限公司管道秦皇島輸油氣分公司河北秦皇島，066000)摘要：針對暫態(tài)電能質量信號的去噪問題，在傳統(tǒng)硬閾值去噪和軟閾值去噪的基礎上，提出一種改進的小波閾值去噪算法。該算法對小波分解后的小波系數(shù)進行變換，從而將信號和噪聲難以區(qū)分的區(qū)域進行放大，以便于選取合適的閾值，
2、進而實現(xiàn)對信號的去噪。通過與傳統(tǒng)的小波閩值去噪方法進行對比仿真，從信噪比(sNR)、相對均方誤差(RMSE)兩項去噪指標來看，改進算法對其均有所改善，并能較好的保留原始信號的特征。關鍵詞：電能質量；小波閡值去噪；小波系數(shù)變換；信噪比；相對均方誤差中圖分類號：TM712文獻標識碼：BDOI編碼：10．14叭6／j．cnki-1001—9227．2016．02．057Abstract：Fortransientpowerqualitysignaldenoisingproblem，animprovedwaveletthresholddenoisin
3、galgorithmsbasedontheclassicalmethodofsoftandhardthresholdfhnctiondenoisingwaspresented．Itwastotmnsfb瑚waveletcoemcientsafterwaveletdecompositiontoenlargetheareawheretheoriginalsignalandthenoisewereclosetoeacho山ersoastoselecttheappropriatet}Iresholdfordenoising．Bycomparingw
4、ithtr丑ditionalwaveletthresholddenoisingmethod，thesimulationresultsillustratedthatitbringsimpmvementtotheindexesofsignaltonoiseratio(SNR)，relativemeansquareermr(RSME)andcanbetterkeepthecharacteristicsoftheodginalsignal．Keywords：Powerquality；Waveletthresholddenoising；Wavelet
5、coe佑cienttmnsfo冊ation；SNR；RMSEO引言伴隨我國高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)中電能質量的噪聲污染問題逐漸引起人們重視?。小波去噪是最近新興起的去噪方法。硬閾值去噪和軟閾值去噪是由Donoho和Johnston最先提出來的。2“1。通過硬閾值方法進行去噪，原始信號邊緣等局部特征能夠很好被保留。而軟閾值去噪相對于硬閾值要平滑一些，但也會造成信號邊緣失真現(xiàn)象，導致得到的重構信號中產(chǎn)生一些額外的振蕩怕。6一。經(jīng)小波變換后，可得到信號和噪聲的小波變換系數(shù)，前者要大于后者，因此需要確定一個合適的閾值對信號進行去噪。然而原信號與噪聲
6、信號的一些區(qū)域比較的接近，在進行小波閾值去噪時，原信號的細節(jié)容易被誤當作噪聲信號濾除掉。所以，把噪聲和信號更好的區(qū)分開是小波去噪的一個關鍵點"“。。為了克服傳統(tǒng)閾值去噪方法的不足，同時能更好地區(qū)分噪聲與信號，本文提出一種改進的去噪算法。改算法的核心思想是進行小波系數(shù)的變換，所以首先構造了一個變換函數(shù)。在對信號進行小波分解后，應用變換函數(shù)對其進行變換。變換的目的是將小波系數(shù)中間易混淆的區(qū)域拉長，兩端不易混淆的區(qū)域縮短。最后對變換后的小波系數(shù)進行去噪、逆變換、重構。結果表明利用本文的方法不僅可以克服上述傳統(tǒng)閾值去噪方法的缺點，同時還可以更好的保
7、留原始信號的重要信息，從而更好地重現(xiàn)原信號。1傳統(tǒng)的小波閾值去噪算法信號和噪聲在小波變換域中具有不同的特性，所以，根據(jù)這個原理提出了小波去噪。在電力系統(tǒng)中，白噪聲被認為是常見的噪聲。經(jīng)過小波變換后，幅值較小、數(shù)目較多的小波系收稿日期：2015—10一17+基金項目：黑龍江省自然科學基金(No．砣01404)，地震波場數(shù)據(jù)壓縮感知重建理論及方法研究。作者簡介：姚建紅(197l一)，女，教授，博士，主要研究方向為電力電子技術及其應用。數(shù)主要是噪聲的能量部分，其分布相對均勻。而幅值較大、數(shù)目較少的小波系數(shù)則是原始信號的能量部分，且分布相對集中p。
8、1?。所以，根據(jù)這一特點，選取去噪閾值，對信號進行去噪處理。含噪信號八￡)可寫成：八f)=5(￡)+e(￡)(1)其中，s(￡)為原始信號，e(￡)為噪聲信號。小波變換是線性變換
