Composite Power Quality Disturbance Identification Method Based on A Time-Frequency Feature Fusion Classification Network

CHENG Jiangzhou; HU Xingyu; LI Xin; LI Huangqiang; MENG Jialin; BAO Gang

doi:10.20204/j.sp.2025.07015

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Composite Power Quality Disturbance Identification Method Based on A Time-Frequency Feature Fusion Classification Network

SMART PLANNING AND POWER QUALITY CONDITIONING FOR DISTRIBUTION GRIDS | 更新时间：2025-10-24

- Composite Power Quality Disturbance Identification Method Based on A Time-Frequency Feature Fusion Classification Network
- Vol. 53, Issue 7, Pages: 115-123(2025)
- 作者机构：
  
  1. 三峡大学电气与新能源学院,湖北,宜昌,443002
  2. 湖北省微电网工程技术研究中心,湖北,宜昌,443002
  3. 国网宜昌供电公司,湖北,宜昌,443002
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.07015
  CLC：
- Published Online：20 July 2025，
  
  Published：20 July 2025
- 稿件说明：
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程江洲,胡星宇,李欣,李黄强,孟佳琳,鲍刚.基于时频特征融合分类网络的复合电能质量扰动识别方法[J].智慧电力,2025,53(7):115-123.

CHENG Jiangzhou, HU Xingyu, LI Xin, et al. Composite Power Quality Disturbance Identification Method Based on A Time-Frequency Feature Fusion Classification Network[J]. 2025, 53(7): 115-123.
程江洲,胡星宇,李欣,李黄强,孟佳琳,鲍刚.基于时频特征融合分类网络的复合电能质量扰动识别方法[J].智慧电力,2025,53(7):115-123. DOI： 10.20204/j.sp.2025.07015.

CHENG Jiangzhou, HU Xingyu, LI Xin, et al. Composite Power Quality Disturbance Identification Method Based on A Time-Frequency Feature Fusion Classification Network[J]. 2025, 53(7): 115-123. DOI： 10.20204/j.sp.2025.07015.

摘要

针对新型电力系统“双高”（可再生能源与电力电子设备高渗透率）趋势下复合电能质量扰动分类困难、识别精度不高的问题，提出一种基于时-频特征融合分类网络的复合扰动识别方法。首先，采用自适应噪声的完备集合经验模态分解与小波阈值相结合的方法对含噪信号进行降噪处理；其次，对降噪信号进行快速傅里叶变换，获取其频域分量，采用TCN-Transformer深度网络，并行提取信号的时域与频域深度特征；最后，引入交叉注意力机制对时域和频域特征进行加权融合并完成分类识别。仿真实验表明，所提方法在30 dB噪声环境下对24种仿真信号的最高识别准确率可达99.79%，表现出良好的识别精度、识别稳定性及泛化能力。

Abstract

To address the difficulties in classifying composite power quality disturbances and the issue of low identification accuracy under the "dual-high" characteristics trend （high penetration of renewable energy and power electronics） in new power systems， this paper proposes a composite disturbance identification method based on a time-frequency feature fusion classification network. First， a combined method of complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise （CEEMDAN） and wavelet thresholding is used to denoise the noisy signals. Second， fast Fourier transform （FFT） is applied to the denoised signals to obtain their frequency-domain components. A TCN-Transformer deep network is then employed to extract the time-domain and frequency-domain deep features of the signals in parallel. Finally， a cross-attention mechanism is introduced to perform the weighted fusion of the time-domain and frequency-domain features， completing the classification and identification. Simulation results demonstrate that the proposed method achieves a maximum identification accuracy of 99.79% for 24 types of simulated signals under 30 dB noise environments， exhibiting excellent identification accuracy， stability， and generalization capabilities.

关键词

Keywords

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