發(fā)布時間：2020-03-07 18:28

【摘要】：針對傳統(tǒng)的傅里葉變換方法在分析非平穩(wěn)運行電網(wǎng)的電量信號時誤差較大的問題,提出了一種基于小波變換Mallat算法的電網(wǎng)諧波檢測方法。該方法根據(jù)不同的分辨率將電量信號分解到不同的子頻段,然后分別對子頻段進行多次重構(gòu),得到原始信號的基波,最后將采樣得到的原始信號與重構(gòu)的基波信號相減,得到諧波信號。Matlab仿真結(jié)果表明,該方法能夠有效地將電量信號中的基波與諧波成分分離,諧波檢測精確度較高。
【圖文】：

ｊ＋１（ｋ）（４）采用Ｍａｌｌａｔ算法檢測電網(wǎng)諧波，從根本上是根據(jù)不同的分辨率把原始信號分解到各個不同的子頻段，然后分別對子頻段進行重構(gòu)，即可得到不同頻段內(nèi)的信息。對原始信號分解到一定程度時，其低頻段信息可認為是信號的基波分量；再將各個子頻段中的細節(jié)部分ｄｊ（ｎ）置為０，，只保留各自的近似部分ｃｊ（ｎ），然后對不同頻域段的近似部分和細節(jié)部分進行多次重構(gòu)，即可得到原始信號的基波。用采樣得到的原始信號減去重構(gòu)得到的基波信號即得到諧波信號。該過程如圖１所示。圖１對電壓信號進行多分辨率分解的過程３仿真研究采用Ｍａｔｌａｂ軟件驗證基于小波變換Ｍａｌｌａｔ算法的電網(wǎng)諧波檢測方法的準確性。該方法必須根據(jù)信號的采樣頻率合理確定分解層數(shù)并正確劃分信號的各個頻帶。頻帶實際分解層數(shù)ｐ為ｐ＝ｌｏｇ２（ｆｓ２ｆ０）－１（５）式中：ｆ０為電網(wǎng)基波頻率，ｆ０＝５０Ｈｚ；ｆｓ為采樣頻率，ｆｓ＝６．４ｋＨｚ。針對電網(wǎng)中典型的３，５，７，９，１３，１７，１９，２１次諧波，采用Ｍａｔｌａｂ構(gòu)造原始信號：ｕ（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ）＋０．１ｓｉｎ（３ωｔ＋３０°）＋０．０３ｓｉｎ（５ωｔ＋２５°）＋０．１ｓｉｎ（７ωｔ＋４５°）＋０．０２ｓｉｎ（９ωｔ＋５０°）＋０．０５ｓｉｎ（１３ωｔ＋７０°）＋０．０７ｓｉｎ（１７ωｔ＋６０°）＋０．２５ｓｉｎ（１９ωｔ＋７５°）＋０．１５ｓｉｎ（２１ωｔ＋１９°）（６）式中：ω為基波歸一化角頻

（ａ）低頻系數(shù)（ｂ）高頻系數(shù)圖２信號分解后的低頻系數(shù)與高頻系數(shù)波形表１低頻系數(shù)和高頻系數(shù)對應的頻帶系數(shù)對應頻帶／ＨｚＣＡ１０～１６００ＣＡ２０～８００ＣＡ３０～４００ＣＡ４０～２００ＣＡ５０～１００系數(shù)對應頻帶／ＨｚＣＤ１１６００～３２００ＣＤ２８００～１６００ＣＤ３４００～８００ＣＤ４２００～４００ＣＤ５１００～２００（ａ）重構(gòu)基波波形（ｂ）重構(gòu)３次諧波波形圖３由低頻系數(shù)重構(gòu)的信號波形（ａ）波形（ｂ）頻譜圖４由Ｍａｌｌａｔ算法得出的電網(wǎng)諧波檢測結(jié)果表２基波、諧波幅值及檢測誤差基波諧波３次５次７次９次１３次１７次１９次２１次原始信號幅值１．０００．１００．０３０．１００．０２０．０５０．０７０．２５０．１５幅值計算結(jié)果１．０３０２０．０９２６０．０３０８０．０９９２０．０１７３０．０４７９０．０６７９０．２４９００．１４８０誤差／％３．０２７．４０２．６７０．８０１０．５０４．２０３．０００．４０１．３３·６８·工礦自動化２０１４年第４０卷

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