基于壓縮感知的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與重構(gòu)算法研究.pdf

1、傳統(tǒng)電力數(shù)據(jù)采集與壓縮方法都是基于香農(nóng)采樣定理，對電網(wǎng)信號連續(xù)的采集導(dǎo)致數(shù)據(jù)量極大，占用大量的硬件空間來傳輸和儲存這些數(shù)據(jù)，造成很大的負(fù)擔(dān)。然而實際上多數(shù)電網(wǎng)信號所包含的信息量并不高，在后端壓縮處理時大量前端采集的數(shù)據(jù)將被舍棄，這使得對前端采集硬件的巨大投入成為一種浪費。香農(nóng)采樣定理是不失真重構(gòu)信號的充分條件，而非必要條件。近年來，壓縮感知理論的提出，在對稀疏信號的采集上，突破了香農(nóng)采樣定理。壓縮感知擯棄傳統(tǒng)方法對信號“先采樣后處理”的

2、方式，而是對信號的采樣和壓縮同時進(jìn)行，通過少量的數(shù)據(jù)量重建原始信號，從而極大減輕硬件負(fù)擔(dān)。本文在研究壓縮感知的理論基礎(chǔ)上，針對電網(wǎng)信號的特點，設(shè)計了基于壓縮感知理論的硬件可實現(xiàn)的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與重構(gòu)系統(tǒng)，主要內(nèi)容工作如下：
　　(1)研究壓縮感知的理論基礎(chǔ)。通過仿真實驗證明電網(wǎng)信號滿足壓縮感知應(yīng)用的前提條件，可以將壓縮感知理論用于電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集與重構(gòu)。
　　(2)研究隨機(jī)解調(diào)器的工作原理。針對電網(wǎng)信號的特點，搭建基于壓

3、縮感知的單路電網(wǎng)(Analog to Information Converter,AIC)采集系統(tǒng)，通過仿真實驗驗證系統(tǒng)的正確性。
　　(3)研究稀疏信號重構(gòu)算法中的貪婪算法，主要是正交匹配追蹤算法、正則化正交匹配追蹤算法和壓縮采樣匹配追蹤算法。完成三種算法的編寫，通過仿真實驗研究算法的重構(gòu)能力。
　　(4)合并設(shè)計的單路電網(wǎng)AIC采集系統(tǒng)和貪婪算法成為一個整體的基于壓縮感知理論的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與重構(gòu)系統(tǒng)。用壓縮感知方法和