本文關(guān)鍵詞：農(nóng)村配電網(wǎng)諧波及間諧波檢測(cè)算法的研究

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【摘要】：電能作為目前最安全、最環(huán)保和使用最方便的二次能源,在推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展和提高人民生活水平方面起到了越來(lái)越重要的作用。農(nóng)村配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的主要組成部分,它的穩(wěn)定與安全直接影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乃至整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)利益。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步,各種高新技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的生活中,隨之而來(lái)的便是各種大型用電設(shè)備涌入農(nóng)村配電網(wǎng)中。例如一些大量非線性與沖擊性負(fù)載在農(nóng)村配電網(wǎng)中的廣泛投入和使用,使得農(nóng)村配電網(wǎng)出現(xiàn)許多電能質(zhì)量問(wèn)題。例如諧波污染就給農(nóng)村配電網(wǎng)帶來(lái)了嚴(yán)重影響,它的出現(xiàn)一是會(huì)給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)困擾,二是會(huì)帶來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)損失,因此對(duì)諧波污染的有效檢測(cè)和治理成為許多學(xué)者的研究方向。在整數(shù)次的諧波問(wèn)題上許多學(xué)者進(jìn)行了研究,但在整數(shù)次諧波中夾雜的非整數(shù)次間諧波一直是在諧波檢測(cè)和處理問(wèn)題上的大困難。因此對(duì)待農(nóng)村配電網(wǎng)中諧波和間諧波應(yīng)同等重視,它們給農(nóng)村配電網(wǎng)帶來(lái)的威脅是巨大的。治理農(nóng)村配電網(wǎng)的諧波和間諧波的前提是要對(duì)其參數(shù)的準(zhǔn)確估計(jì)。本文主要從傅里葉分析、小波分析及現(xiàn)代譜估計(jì)等幾個(gè)算法分析農(nóng)村配電網(wǎng)中電力諧波和間諧波的參數(shù)估計(jì)。傅里葉變換是最基本的諧波和間諧波分析方法,而頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)一直是傅里葉變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行非同步采樣時(shí)所存在的問(wèn)題,而且應(yīng)用它時(shí)頻率分辨率與采樣數(shù)據(jù)長(zhǎng)度成反比。加窗插值傅立葉變換就解決了這個(gè)問(wèn)題,論文中列舉了三種加窗傅里葉變換,并對(duì)它們進(jìn)行仿真對(duì)比分析。從仿真結(jié)果可以得出每個(gè)窗函數(shù)都存在利弊,在分析精度和計(jì)算量等問(wèn)題間相互矛盾。小波變換克服了傅里葉變換在頻域完全局部化而在時(shí)域完全無(wú)局部性的缺點(diǎn),可以同時(shí)提取信號(hào)的時(shí)頻信息,近年來(lái)也被用于諧波分析。但通過(guò)采用小波包對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解和重構(gòu)后,信號(hào)并無(wú)很大的變化,可見(jiàn)小波分析處理諧波信號(hào)時(shí)與傅里葉相比并無(wú)優(yōu)勢(shì)可言,且頻譜混疊比較嚴(yán)重,分析精度不高。針對(duì)以上研究諧波間諧波算法的缺點(diǎn),論文將現(xiàn)代譜估計(jì)算法應(yīng)用于光伏示范電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的諧波和間諧波檢測(cè)信號(hào)中。采用現(xiàn)代譜估計(jì)中PM-MUSIC譜估計(jì)能夠克服傅里葉頻譜泄漏等問(wèn)題,它可以準(zhǔn)確突顯出信號(hào)中各個(gè)諧波及間諧波的頻率估計(jì)。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)傅里葉變換及PM-MUSIC譜估計(jì)所得的諧波間諧波頻譜分布圖進(jìn)行分析,可知PM-MUSIC譜估計(jì)算法能夠更加清晰突顯頻譜分步情況,有利于農(nóng)村配電網(wǎng)電能質(zhì)量諧波間諧波的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析,且不需要同步采樣,從而驗(yàn)證了將現(xiàn)代譜估計(jì)算法應(yīng)用到電網(wǎng)諧波和間諧波檢測(cè)中的有效性。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)村配電網(wǎng)諧波與間諧波 傅里葉分析 小波包分析 現(xiàn)代譜估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM727.1;TM935
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 課題背景與研究意義11-12
• 1.2 諧波及間諧波概述12-15
• 1.2.1 諧波與間諧波定義12-14
• 1.2.2 諧波與間諧波的標(biāo)準(zhǔn)14-15
• 1.3 農(nóng)村配電網(wǎng)諧波及間諧波的來(lái)源及危害15-18
• 1.3.1 農(nóng)村配電網(wǎng)諧波與間諧波的來(lái)源15-17
• 1.3.2 農(nóng)村配電網(wǎng)諧波及間諧波的危害17-18
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4.1 傅里葉分析諧波及間諧波的檢測(cè)算法18-19
• 1.4.2 小波分析諧波及間諧波的檢測(cè)算法19
• 1.4.3 現(xiàn)代譜估計(jì)諧波及間諧波的檢測(cè)算法19-20
• 1.5 論文的主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 基于傅里葉分析算法的諧波、間諧波檢測(cè)22-36
• 2.1 傅里葉分析方法的基本原理22-26
• 2.1.1 離散傅里葉(DFT)諧波檢測(cè)的基本原理22-25
• 2.1.2 DFT、FFT的算法缺陷25-26
• 2.2 DFT在諧波檢測(cè)中的頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)26-28
• 2.2.1 頻譜泄漏產(chǎn)生的原因分析26-27
• 2.2.2 柵欄效應(yīng)產(chǎn)生的原因分析27-28
• 2.3 幾種傅里葉加窗函數(shù)的原理及算例分析28-34
• 2.3.1 幾種窗函數(shù)的基本原理28-29
• 2.3.2 窗函數(shù)的優(yōu)選分析29-30
• 2.3.3 窗函數(shù)的諧波檢測(cè)算例分析30-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第三章 基于小波分析算法的諧波、間諧波檢測(cè)36-45
• 3.1 小波變換的基本概念36-37
• 3.1.1 小波變換定義與特點(diǎn)36
• 3.1.2 小波變換與傅立葉變換的比較36-37
• 3.2 小波包基函數(shù)對(duì)小波變換的改進(jìn)37-39
• 3.2.1 小波包定義與性質(zhì)37-38
• 3.2.2 小波包基的最優(yōu)選取38-39
• 3.3 Daubechies(dbN)小波原理與算例分析39-44
• 3.3.1 Daubechies(dbN)小波原理39-40
• 3.3.2 Daubechies(dbN)小波的諧波檢測(cè)算例分析40-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 基于現(xiàn)代譜估計(jì)算法的諧波、間諧波檢測(cè)45-59
• 4.1 現(xiàn)代譜估計(jì)多重信號(hào)(MUSIC)算法原理45-48
• 4.1.1 MUSIC算法數(shù)學(xué)模型45-48
• 4.1.2 MUSIC算法流程48
• 4.2 PM-MUSIC的數(shù)學(xué)模型48-49
• 4.3 實(shí)測(cè)信號(hào)的光伏電站介紹49-58
• 4.3.1 實(shí)測(cè)信號(hào)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹50-52
• 4.3.2 實(shí)測(cè)諧波與間諧波信號(hào)52-54
• 4.3.3 傅里葉與PM-MUSIC算例分析對(duì)比54-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 結(jié)論及展望59-61
• 5.1 結(jié)論59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 攻讀學(xué)位論文期間發(fā)表的文章66-67

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