VMD算法在全光纤电流传感器信号去噪中的应用

韩 龙，李佳军

(黑龙江科技大学 电气与控制工程学院，哈尔滨 150022)

0 引 言

随着电网传输容量的增大和电压等级的提高，对电流传感器的测量要求越来越高[1]。电流测量是电网中状态检测、继电保护和系统分析的关键，它的测量精度将直接影响到电力系统是否能够安全、稳定运行[2]。全光纤电流传感器(all fiber optic current sensor，AFOCS)是基于法拉第效应,通过测量磁光效应在光纤中引起的Faraday旋转角进而间接地测量通电导体中电流的大小[3]。AFOCS具有检测精度高、绝缘性能好﹑带宽大﹑抗外界干扰能力强、体积小、结构灵活等优点[4]，能够满足目前智能电网和电力系统数字化的发展需求。在AFOCS中包含许多种类的噪声信号，从噪声源分类可分为光传播噪声、光信号噪声、光信号检测噪声。由于光电探测器所探测到的电信号极其微弱，噪声水平将会直接影响到输出信号的质量，影响电流的测量精度，因此对全光纤电流传感器的去噪是十分必要的。刘箐等[5]对干涉式全光纤电流传感器进行了研究，通过改变Y波导加入相应锯齿波信号来提高测量灵敏度，但没有考虑噪声对光纤电流传感器的影响。谢子殿等[6]将小波去噪用于AFOCS信号处理，但小波去噪会面临小波基函数和分解层数的选择， 选择到不合适的小波基和分解层数时去噪效果就不明显。变分模态分解(variational modal decomposition, VMD)具有较好的复杂数据分解精度及较好的抗噪声干扰等优点。为了避免小波基选取复杂，提高信噪比，该文采用VMD算法用于全光纤电流传感器的信号处理，试验验证VMD在全光纤电流传感器中信号去噪效果与小波去噪对比有良好的去噪性能。……