本文關鍵詞：基于S變換簡化算法的電壓驟變檢測方法及應用研究

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【摘要】：隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展,各類非線性負荷日益增多,引起了一系列電能質(zhì)量問題。由于電壓驟變發(fā)生頻率高,影響范圍大,不斷危害用電設備運行安全,電壓驟變問題越來越受到關注。電壓驟變是電能質(zhì)量的重要評價指標之一,其特征量的實時準確測量十分重要,對復雜的電網(wǎng)信號進行時頻特征參數(shù)實時準確分析,是研究電能質(zhì)量問題產(chǎn)生根源、改善和治理的關鍵依據(jù)。因此,研究電壓驟變實時檢測算法,探索時頻分析方法簡化機制,結(jié)合嵌入式裝置形成快速準確的電壓驟變檢測系統(tǒng),具有重要的理論意義和應用價值。首先,本文闡述了電壓驟變基本概念、危害及其產(chǎn)生的原因,介紹了目前電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。分析了國內(nèi)外電壓驟變檢測經(jīng)典方法和時頻分析方法的特點和不足,引出S變換在特征參數(shù)時頻分析的優(yōu)勢和改進空間。其次,開展了S變換簡化算法的研究,提出基于特征頻率信息的S變換簡化算法,其原理是利用FFT頻譜二次極值算法形成頻率點簡化機制;同時深入研究了基于該算法的電壓驟變檢測方法,提出基頻幅值差分曲線的極值寬度判斷法,提高了起止時間檢測準確度。分析了S變換在電壓驟變檢測中因時頻分辨率不足而導致檢測誤差較大的缺陷,由此本文提出一種基于S變換簡化算法的窗系數(shù)自適應優(yōu)化快速檢測方法。該方法通過引入新的窗寬調(diào)節(jié)系數(shù)構(gòu)成自適應改進S變換,利用時間分段插值法自適應調(diào)節(jié)優(yōu)化窗系數(shù)。文中給出了該方法的實現(xiàn)過程及與S變換的運算量比較分析,表明運算量大大減少,適用于嵌入式實現(xiàn);通過在多種干擾和白噪聲影響等情況下進行仿真,仿真實驗表明,該方法檢測誤差小、抗噪性好、可靠性高。接著,根據(jù)算法應用和實際項目需求,設計了一款基于ADC+DSP架構(gòu)的電壓驟變檢測系統(tǒng)。詳細介紹了信號調(diào)理和數(shù)據(jù)采集、ADC與DSP系統(tǒng)、電源、通信接口等模塊的硬件設計,通過TI-RTOS實時操作系統(tǒng)完成檢測方法的應用,給出具體模塊程序設計和系統(tǒng)自舉啟動設計。最后,分析了該系統(tǒng)的可靠性和誤差來源,并對其進行測試和檢驗,結(jié)果表明,該系統(tǒng)能滿足電力系統(tǒng)中電壓驟變檢測的準確、快速檢測要求,是一款穩(wěn)定可靠、實時準確的電壓驟變檢測系統(tǒng),為進一步解決其他電能質(zhì)量問題提供很好實現(xiàn)平臺和參考意義。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM933.2

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