Abstract
Power line signal can show disturbances due to various causes. Typical anomalies are temporary sag/swell of the amplitude, flat topped signal, and harmonic distortions. The disturbances need to be detected and treated properly for the quality of the power signal. In this study, the power disturbances are detected using the inflection points (IP). The inflection points are defined as points where local maxima/minima or the slope changes occur. The power line signal has a fixed IP pattern since it is basically sinusoidal, and it may have additional inflection points if there is any disturbance. The disturbance is detected by comparing the IP patterns between the normal signal and distorted signal. In addition, by defining a cost function, the time instant where the disturbance happens can be decided. The computer simulation shows that the proposed method is useful for the detection of various disturbances. The simple sag or swell signal only shows the amplitude changes at the detected inflection points. However, the flat top signal and harmonically distorted signal produce additional inflection points and large values in the cost function. These results can be exploited for the further processing of disturbance classification.
전력선 신호는 다양한 원인으로 인하여 이상 현상을 보일 수 있다. 대표적인 이상 현상으로는 일시적인 진폭의 증가 혹은 감소(swell/sag), 클립핑에 따른 진폭의 일시적인 평탄화(flat top), 고조파 왜곡(harmonic distortion) 등이다. 고품질의 전력 신호를 위하여는 이러한 이상 현상의 검출 및 대응이 필요하다. 본 연구에서는 변곡점 검출법을 활용하여 전력선 신호의 이상 현상을 검출한다. 변곡점은 국부적인 최대값/최소값 그리고 기울기가 변하는 지점으로 정의된다. 전력선 신호는 정현파이기 때문에 최대값과 최소값 부근에서 변곡점이 존재하며 이상 현상이 발생하는 곳에서 추가적인 변곡점이 발생한다. 본 연구에서는 대상 신호에서 검출된 변곡점과 정상 신호의 변곡점을 비교하여 이상 현상을 판단한다. 아울러 비용함수를 정의하여 이상 현상이 발생하는 시점을 추정한다. 컴퓨터 모의실험으로 다양한 이상 현상에 대한 제안된 방법의 유용성을 검증한다. 일시적인 진폭의 증가/감소의 경우, 변곡점의 위치는 정상 신호와 동일하며, 변곡점에서의 진폭에서만 차이가 발생한다. 고조파 왜곡이나 평탄화된 진폭의 경우 추가적인 변곡점이 발생하여 비용함수가 큰 값을 보인다. 이러한 이상 현상 간의 차이를 이용하여 이상 현상을 분류할 수 있다.