第38卷第19期电力囊统保护与控制V01．38No．192010年10月1日PowerSystemProtectionandControlOct．1。2010原子稀疏分解算法在电力系统扰动信号分析中的应用贾清泉1，于连富1，王宁1，崔明勇1，张巍2(1．燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室，河北秦皇岛066004；2．鞍山电视台，辽宁鞍山114001)摘要：针对目前电力系统扰动信号分析中的一些不足，提出了一种基于原子分解的扰动信号分析方法。该方法根据电力系统信号特点，采用衰减正弦量模型构建原子库。以原子稀疏分解的基本理论为指导，应用匹配追踪算法进行迭代求解，得到相关原子参量。将所述方法应用于电力系统扰动信号分析中，能够自适应地从过完备原子库中建立信号的稀疏解析表示，克服了固定基信号分解模式的缺陷。典型算例仿真结果证明了算法的有效性和优越性。关键词：原子分解：稀疏表示；电力系统；扰动信号分析；匹配追踪；衰减正弦量ApplicationofatomicsparsedecompositiontopowersystemsdisturbanceanalysisJIAQing．quanl，YULian-fu’，WANGNin91，CUIMing-yon91。ZHANGWei2(1．KeyLabofPowerElectronicsforEnergyConservationandMotorDriveofHebeiProvince，YanshanUniversity，Qinhnangdao066004，China；2．AnshanTVStation,Anshanl14001，China)AbstracttAnatomicdecompositionbasedmethodisintroducedtosolvepowersystemdisturbancesignalanalysisproblems．Consideringthefeaturesofpowersystemsignals，thedampedsinusoidatomisusedtoconstructatomdictionary．Theprincipleofsparsedecompositionisreferencedandthematchingpursuitalgorithmisappliedtoobtaintherelevantparameters．Atomicdecompositioniscapableofadaptivelyrepresentingsignalsinallover-completedictionaryofatomswithverysparsecomponentsratherthanwithfixedandcompletebasisasinconventionalrepresentations．Examplesofapplyingthismethodtoseveraltypicalpowersystemdisturbanceanalysesexhibitthevalidityandthegreatadvantage．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50877069)．Keywords：atomdecomposition；sparserepresentation：powersystem：disturbanceanalysis：matchingpursuit：dampedsinusoids中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1674-3415(2010)19．0017．05的正交小波变换是按频带分解，无法得到信号的准0引言确参数。数学形态变换的结果强烈依赖于结构元素电力系统很多领域都离不开信号处理技术，如的选择，对于复杂信号，很难选择一个合理的结构继电保护、电能质量分析、录波数据处理、设备状元素与信号相匹配。HHT和Prony算法能够得到解态监测与故障诊断、振荡信号分析等，信号处理技析的信号分解形式，但这两种算法均不能表达不连术在电力系统中具有重要作用。目前应用于电力系续的信号。统的信号处理方法主要有傅立叶变换、短时傅立叶在信号处理领域，一般将信号分解在一组完备变换、小波变换、S变换等时频变换的方法【l之J，以正交基上。这类表示方法试图使用一组固定的基函及数学形态变换【3】、希尔伯特一黄变换(HHT)14J、数来表达任意信号，从而对于一般信号不能总得到Prony算浏5】等。傅立叶变换主要用于分析稳态信信号的简洁表示。更好的信号分解方式应该根据信号，对于非平稳信号不具有时间局部性。短时傅立号的特点，自适应地选择合适的基来表示信号。为叶变换虽然具有时间局部性，但其时窗宽度是固定此，Mallat和Zhang提出信号在过完备原子库上分的，不能适应变化的信号。小波变换结果与小波函解的思想【6】，该思想将信号在一组过完备的非正交数的选择关系很大，缺乏自适应性；作为工程实用基上分解，分解结果是高度稀疏的，并且能够得到信号的解析表示。近年来该思想引起高度重视，不基金项目：国家自然科学基金资助项目(50877069)断提出改进算法[7-10]，并逐渐应用于信号去噪、视万方数据．18．电力系统保护与控制频编码、模式识别、信号建模与压缩、时频分析等领域[tM31。gr(刀)=g，(n-p)cos(等玎+矽)(3)』V1原子稀疏分解Gabor库的时频参数7=(s...