基于傅里葉變換和小波變換的電能質(zhì)量諧波檢測及擾動(dòng)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-08-05 01:21
隨著人們對(duì)用電需求的不斷提高,電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜、負(fù)荷變得多樣,電能質(zhì)量問題備受關(guān)注,其中諧波分析是電能質(zhì)量的一個(gè)重要研究依據(jù);而暫態(tài)擾動(dòng)的識(shí)別也逐漸成為分析電能質(zhì)量的難點(diǎn)。為了保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)電網(wǎng)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確分析成為提高電能質(zhì)量的首要任務(wù)。本文闡述了電能質(zhì)量的概念與分類,簡要介紹了電能質(zhì)量檢測的研究現(xiàn)狀、常用分析方法以及在分析過程中存在的問題。針對(duì)目前出現(xiàn)的非同步采樣、頻譜泄露、柵欄效應(yīng)等問題,本文采用FFT、小波變換相結(jié)合的方法對(duì)信號(hào)中的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分量準(zhǔn)確分析,提高檢測精度。具體方案為:利用牛頓插值將原始采樣序列進(jìn)行準(zhǔn)同步化,達(dá)到采樣周期與實(shí)際周期相一致;對(duì)原始信號(hào)采用模極大值方法,檢測是否存在暫態(tài)擾動(dòng),如果存在突變,利用小波Mallat算法重構(gòu)高頻信息,提取干擾成分;如果只含有穩(wěn)態(tài)信號(hào),則采用加窗插值FFT算法進(jìn)行分析,得到各次諧波的幅值相位等指標(biāo)參數(shù)。這樣結(jié)合傅里葉變換和小波變換各自分析優(yōu)勢,針對(duì)信號(hào)中不同分量進(jìn)行分析,提高檢測效果。通過對(duì)準(zhǔn)同步檢測、小波變換、傅里葉變換以及混合算法的理論分析,建立了電網(wǎng)信號(hào)模型,并分別對(duì)各個(gè)算法進(jìn)行仿真,結(jié)果表明:準(zhǔn)同步化能夠準(zhǔn)確...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蝶形運(yùn)算示意圖
中北大學(xué)學(xué)位論文1612246(2.702057741.071151060.233619150.04017668)mYYAN(2-32)圖2-5FFT算法流程圖Fig2-5FFTalgorithmflowchart2.3電力系統(tǒng)信號(hào)模型建立電網(wǎng)中的電力信號(hào)復(fù)雜,其中包含諧波畸變以及外力擾動(dòng)等因素,導(dǎo)致頻率、波形不穩(wěn)等問題影響用電質(zhì)量。在對(duì)電力信號(hào)檢測分析過程中,對(duì)信號(hào)的成分、幅值以及產(chǎn)生時(shí)間等進(jìn)行記錄,從而采取措施減小其對(duì)電力環(huán)境的危害。電網(wǎng)中諧波分為偶次諧波和奇次諧波,一般奇次諧波危害大于偶次諧波,尤其是大量3次諧波對(duì)信號(hào)影響,除了諧波還包含突發(fā)和非線性干擾信號(hào)。所以在模型是根據(jù)實(shí)際存在的信號(hào)和分析要求,選取具有代表性的信號(hào)成分進(jìn)行建立,下面給出幾種基本的電力系統(tǒng)信號(hào)模型,使用傅里葉算法進(jìn)行分析:信號(hào)模型一:建立包含50Hz的基波、整數(shù)次諧波及少量間諧波信號(hào),可模擬電力系統(tǒng)中存在的穩(wěn)態(tài)諧波,信號(hào)模型如下:1S(t)10sin(2ft)5sin(32ft)2sin(62ft)sin(72ft)0.3sin(1.52ft)(2-33)信號(hào)波形如圖2-6。
中北大學(xué)學(xué)位論文17圖2-6信號(hào)一原始波形圖Fig2-6originalOscillogramofsignalone信號(hào)模型二:實(shí)際情況中有隨機(jī)的噪聲干擾,建立基波包含有白噪聲的正弦信號(hào),可模擬電網(wǎng)被負(fù)載干擾存在的噪聲污染情況,信號(hào)模型如下:2S(t)sin(2ft)0.2randn(1,5120)(2-34)信號(hào)波形如圖2-7。圖2-7信號(hào)二原始波形圖Fig2-7originalOscillogramofsignaltwo信號(hào)模型三:電網(wǎng)存在暫態(tài)衰減信號(hào),建立包含基波與衰減性的信號(hào),可模擬當(dāng)發(fā)生負(fù)載、電容器投切而產(chǎn)生的電壓波形情況,信號(hào)模型如下:203()sin(2)0.2sin(152)tStftfte(2-35)信號(hào)波形如圖2-8。
本文編號(hào):3322779
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蝶形運(yùn)算示意圖
中北大學(xué)學(xué)位論文1612246(2.702057741.071151060.233619150.04017668)mYYAN(2-32)圖2-5FFT算法流程圖Fig2-5FFTalgorithmflowchart2.3電力系統(tǒng)信號(hào)模型建立電網(wǎng)中的電力信號(hào)復(fù)雜,其中包含諧波畸變以及外力擾動(dòng)等因素,導(dǎo)致頻率、波形不穩(wěn)等問題影響用電質(zhì)量。在對(duì)電力信號(hào)檢測分析過程中,對(duì)信號(hào)的成分、幅值以及產(chǎn)生時(shí)間等進(jìn)行記錄,從而采取措施減小其對(duì)電力環(huán)境的危害。電網(wǎng)中諧波分為偶次諧波和奇次諧波,一般奇次諧波危害大于偶次諧波,尤其是大量3次諧波對(duì)信號(hào)影響,除了諧波還包含突發(fā)和非線性干擾信號(hào)。所以在模型是根據(jù)實(shí)際存在的信號(hào)和分析要求,選取具有代表性的信號(hào)成分進(jìn)行建立,下面給出幾種基本的電力系統(tǒng)信號(hào)模型,使用傅里葉算法進(jìn)行分析:信號(hào)模型一:建立包含50Hz的基波、整數(shù)次諧波及少量間諧波信號(hào),可模擬電力系統(tǒng)中存在的穩(wěn)態(tài)諧波,信號(hào)模型如下:1S(t)10sin(2ft)5sin(32ft)2sin(62ft)sin(72ft)0.3sin(1.52ft)(2-33)信號(hào)波形如圖2-6。
中北大學(xué)學(xué)位論文17圖2-6信號(hào)一原始波形圖Fig2-6originalOscillogramofsignalone信號(hào)模型二:實(shí)際情況中有隨機(jī)的噪聲干擾,建立基波包含有白噪聲的正弦信號(hào),可模擬電網(wǎng)被負(fù)載干擾存在的噪聲污染情況,信號(hào)模型如下:2S(t)sin(2ft)0.2randn(1,5120)(2-34)信號(hào)波形如圖2-7。圖2-7信號(hào)二原始波形圖Fig2-7originalOscillogramofsignaltwo信號(hào)模型三:電網(wǎng)存在暫態(tài)衰減信號(hào),建立包含基波與衰減性的信號(hào),可模擬當(dāng)發(fā)生負(fù)載、電容器投切而產(chǎn)生的電壓波形情況,信號(hào)模型如下:203()sin(2)0.2sin(152)tStftfte(2-35)信號(hào)波形如圖2-8。
本文編號(hào):3322779
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3322779.html
最近更新
教材專著