【摘要】：現(xiàn)代電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷結(jié)構(gòu)都在發(fā)生巨大變化,分布式電源并網(wǎng)、高速列車等一系列非線性負(fù)載投運(yùn)、電力電子設(shè)備的迅速發(fā)展,導(dǎo)致電能質(zhì)量問題日趨嚴(yán)重,受到供電部門和用戶的高度關(guān)注�？焖贉�(zhǔn)確檢測(cè)電能質(zhì)量參數(shù)和識(shí)別電能質(zhì)量擾動(dòng)類型對(duì)電能質(zhì)量的治理和提高具有重要意義。本文研究廣義S變換,并將其應(yīng)用于電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)分析,實(shí)現(xiàn)諧波、間諧波實(shí)時(shí)檢測(cè)和電能質(zhì)量擾動(dòng)識(shí)別。諧波、間諧波檢測(cè)是電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)檢測(cè)的最重要內(nèi)容之一。針對(duì)諧波、間諧波檢測(cè)中諧波對(duì)間諧波的干擾等難點(diǎn)問題,提出了一種基于快速自適應(yīng)離散廣義S變換的諧波、間諧波檢測(cè)方法。首先,利用快速傅里葉變換估計(jì)信號(hào)頻率；其次,應(yīng)用折疊窗解決由于信號(hào)局部離散化引起的頻譜混疊,并自適應(yīng)選擇窗函數(shù)參數(shù),縮小頻域分析范圍,節(jié)省計(jì)算時(shí)間,獲得更加可靠的時(shí)頻信息。上述措施能有效抑制諧波、間諧波及噪聲之間的相互干擾,提高擾動(dòng)信號(hào)諧波、問諧波參數(shù)及時(shí)間定位的估計(jì)精度。含穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)諧波、間諧波的電氣信號(hào)的具體算例分析結(jié)果,驗(yàn)證了該方法的有效性。從海量的擾動(dòng)信號(hào)中提取擾動(dòng)特征并自動(dòng)分類,是電能質(zhì)量分析與治理的基礎(chǔ)。提出了一種基于快速自適應(yīng)雙高斯廣義S變換和判別樹的擾動(dòng)類型識(shí)別方法。首先,對(duì)信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,且基于最大噪聲功率設(shè)置閾值來屏蔽冗余信息,達(dá)到加快運(yùn)算速度的目的；其次,用雙高斯窗替代傳統(tǒng)高斯窗,解決傳統(tǒng)廣義S變換檢測(cè)擾動(dòng)起止時(shí)間的幅值曲線變化緩慢的問題,并通過自適應(yīng)選擇雙高斯窗參數(shù),信號(hào)經(jīng)變換后得到的時(shí)頻矩陣信息更加可靠;最后,引入新的電能質(zhì)量擾動(dòng)指標(biāo),準(zhǔn)確估計(jì)擾動(dòng)起止時(shí)間,提取有效特征信息,設(shè)計(jì)分類判別樹識(shí)別擾動(dòng)類型。借助Matlab R2010b仿真平臺(tái),通過12種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的分析結(jié)果,檢驗(yàn)了算法的可行性。
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圖片說明： 信號(hào)經(jīng)Ｓ變換后的得到一個(gè)二維復(fù)時(shí)頻矩陣，分析結(jié)果通�？捎枚S等高線逡逑圖、Ｈ維立體圖和灰度圖等直觀地表示。下面Ｗ實(shí)例簡要分析Ｓ變換的時(shí)頻特性。逡逑構(gòu)造一個(gè)存在４個(gè)頻率成分的合成信號(hào)，波形如圖２．２所示，其具體數(shù)學(xué)表達(dá)逡逑式如下：逡逑片［０：１９９］二邋ｃｏｓ（ｌ邋００邋孔ｆ）逡逑片［２００：２９９］邋＝邋ｃｏｓ（ｌ邋００邋開／）邋＋邋０．５邋ｃｏｓ（ｌ邋５００孔。逡逑？邋＾［３００：４９９］邋＝邋ｃｏｓ（１０0７１0邐口．２７）逡逑片［５００：６９９］邋＝邋ｃｏｓ（３０0７１0逡逑／７［７００：９９９］邋＝邋ｃｏｓ（１１０0７ｒ0逡逑其中，采樣點(diǎn)Ｎ＝１０００，包含５０ＨＺ、１５０ＨＺ、５５０ＨＺ和パ０ＨＺ頻率成分，采樣逡逑頻率為ｌＯｋＨｚ。逡逑ＩｖＷ逡逑－１５邋Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐！邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐逡逑０邐１００邐２００邐３００邐４００邐５００邐６００邐７００邐８００邐９００邐１０００逡逑采樣點(diǎn)逡逑圖２．２信號(hào)＆0）的渡形圖逡逑１５逡逑
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圖片說明： ，，姦逡逑圖２．３信號(hào)Ａ的經(jīng)Ｓ變換后的Ｈ維圖逡逑在圖２．３中不同的顏色分別代表不同的頻率成分，從圖形中可Ｗ直觀地看出逡逑信號(hào)Ｗ０是一個(gè)非平穩(wěn)信號(hào)。圖２．４中不同顏色代表不同的振幅強(qiáng)度，從圖可Ｗ看逡逑出Ｓ變換在低頻部分有較高的頻率分辨率，在高頻部分保持較好的時(shí)間分辨率。逡逑同樣能夠很清楚地看到原始信號(hào)所包含的４個(gè)頻率成分，且能直觀地反應(yīng)信號(hào)在逡逑各時(shí)間段的幅頻分布，同時(shí)每個(gè)頻率成分的時(shí)間分布也能獲得。逡逑１０００邐Ｉ邐Ｉ邐１邐Ｉ邐Ｉ邐［邐Ｉ邐１邐１邐逡逑８００邋－邐－逡逑５＾６００－邐－逡逑焉４００－邐－逡逑２００邋－邐ｎ邐—逡逑－邐－－－．ｊ－邐，邐邐邋■，邋－ｉ—品．六Ｉ：：；．：．若逡逑１００邐２００邐３００邐４００邐５００邐６００邐７００邐８００邐９００邐１０００逡逑采樣點(diǎn)逡逑圖２．４信號(hào)／ｚ（0經(jīng)Ｓ變換后的二維等高線圖逡逑２．６廣義Ｓ變換逡逑Ｓ變換雖然具有良好的時(shí)頻特性且結(jié)果可Ｗ用二維或蘭維時(shí)頻圖直觀反逡逑應(yīng)，但由于Ｓ變換中的基波函數(shù)形態(tài)固定，這使得其在應(yīng)用的過程中受到限制，逡逑諸多學(xué)者對(duì)Ｓ變換進(jìn)行推廣
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM711

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本文編號(hào)：2514921