基于VMD和脉冲因子的水轮机摆度信号特征提取分析

作     者：陈万涛 李德忠 赵志炉 杨金健 孙志翔 CHEN Wantao;LI Dezhong;ZHAO Zhilu;YANG Jinjian;SUN Zhixiang

作者机构：华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074 国网江西省电力有限公司柘林水电厂江西九江332000 

出 版 物：《水利水电技术》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2019年第50卷第4期

页      面：132-137页

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主　　题：摆度信号 变分模态分解 脉冲因子 异常尖峰 变分模态分量 信号重构 

摘      要：作为水电机组运行状况的基本判据,水轮机的水导摆度信号是水电站运行研究中的重点课题。为研究更好的提取水轮机摆度信号特征,针对现场采集的水轮机水导摆度信号中出现的异常尖峰成分,提出一种基于变分模态分解和脉冲因子的水轮机摆度信号特征提取方法,并介绍了其基本原理及求解步骤。首先,使用VMD对原始信号进行分解,分离出不同成分的变分模态分量(简称模态分量)。然后,计算每个模态分量的脉冲因子值并设定脉冲因子的标准值。最后,将超出该值的模态分量去除,并将剩余的分量进行重构,获得除去异常尖峰成分后的重组信号。通过对仿真信号以及实际信号的分析,该方法可以将水导摆度信号中的异常尖峰成分去除,并对相关物理特征进行有效地提取。最后得出结论:(1)变分模态分解可以将水导摆度信号中的异常尖峰成分分解在各个模态中;(2)以脉冲因子作为脉冲能量指标,能够将含有少量噪声的模态提取出来。研究成果可为水轮机的设计和数值模拟提供参考。