本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜環(huán)境電壓閃變包絡(luò)參數(shù)提取與閃變值計(jì)算方法研究

  更多相關(guān)文章： 電壓閃變 改進(jìn)Teager能量算子 改進(jìn)Chirp-Z變換 改進(jìn)FFT 閃變包絡(luò) 閃變值

【摘要】：電壓閃變是電能質(zhì)量的重要參數(shù),是導(dǎo)致供、用電設(shè)備故障與失效的重要原因。電力系統(tǒng)非線性、沖擊性負(fù)荷的劇增,對(duì)電力系統(tǒng)構(gòu)成極大的污染,導(dǎo)致電網(wǎng)產(chǎn)生電壓波動(dòng)與閃變,增加了電網(wǎng)的不穩(wěn)定因素,給工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活造成了嚴(yán)重影響。電壓波動(dòng)與閃變的快速準(zhǔn)確測(cè)量,可為研究閃變?cè)磁袆e、抑制和消除電壓波動(dòng)與閃變的影響提供依據(jù)。本文首先闡述閃變測(cè)量方法研究的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,介紹電壓波動(dòng)與閃變的基本概念及閃變?cè)u(píng)估指標(biāo),指出主要閃變?cè)醇捌溆绊?分析現(xiàn)有電壓波動(dòng)與閃變檢測(cè)方法的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)目前現(xiàn)有電壓閃變包絡(luò)參數(shù)提取方法難以快速、準(zhǔn)確提取閃變包絡(luò)參數(shù)的不足,分析基于Teager能量算子復(fù)雜環(huán)境閃變包絡(luò)實(shí)時(shí)提取誤差,詳細(xì)推導(dǎo)并簡(jiǎn)化了能量算子閃變包絡(luò)提取過(guò)程,提出改進(jìn)能量算子閃變包絡(luò)提取方法,構(gòu)建改進(jìn)能量算子閃變包絡(luò)提取誤差校正因子,進(jìn)而采用5項(xiàng)Rife-Vincent(I)窗加權(quán)修正改進(jìn)能量算子提取的閃變包絡(luò)信號(hào),再將修正結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)Chirp-Z變換譜分析與校正,推導(dǎo)出電壓閃變包絡(luò)各分量幅值和頻率的修正算式,提出并建立基于改進(jìn)能量算子改進(jìn)Chirp-Z變換的電壓閃變包絡(luò)參數(shù)提取方法。與能量算子閃變包絡(luò)提取方法相比,改進(jìn)能量算子閃變包絡(luò)提取方法無(wú)需平方根運(yùn)算,減少了計(jì)算量,有效克服了諧波與間諧波的干擾,基于5項(xiàng)Rife-Vincent(I)窗的改進(jìn)Chirp-Z變換有效的抑制了頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)產(chǎn)生的誤差,閃變包絡(luò)提取誤差校正因子提高了閃變包絡(luò)幅值測(cè)量的準(zhǔn)確度。仿真結(jié)果表明,該方法具有較高的測(cè)量精度,能有效克服諧波與間諧波、基波頻率變動(dòng)和白噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。結(jié)合改進(jìn)能量算子閃變包絡(luò)提取方法,提出基于改進(jìn)能量算子Nuttall窗頻譜校正的閃變包絡(luò)參數(shù)估計(jì)方法,對(duì)比分析改進(jìn)能量算子改進(jìn)Chirp-Z變換和改進(jìn)能量算子Nuttall窗頻譜校正的電壓波動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法的準(zhǔn)確度,簡(jiǎn)化IEC推薦的閃變測(cè)量過(guò)程,提出并建立改進(jìn)能量算子Nuttall窗頻譜校正的閃變包絡(luò)實(shí)時(shí)提取與閃變值計(jì)算方法。仿真結(jié)果表明,該方法能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境電壓閃變包絡(luò)參數(shù)及閃變值的準(zhǔn)確測(cè)量。為驗(yàn)證本文提出的基于改進(jìn)能量算子Nuttall窗頻譜校正的閃變包絡(luò)參數(shù)提取與閃變值計(jì)算方法的實(shí)時(shí)性和有效性,構(gòu)建基于ADC+DSP+ARM架構(gòu)的電壓閃變?cè)诰�檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái),詳細(xì)介紹了信號(hào)取樣單元、以ADS8556為核心的數(shù)據(jù)采集單元和以TMS320C6745為核心的數(shù)據(jù)處理單元的電路設(shè)計(jì),給出閃變測(cè)量單元各個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)流程。建立電壓閃變?cè)诰�檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái),開展大量的閃變測(cè)量測(cè)試實(shí)驗(yàn),并分析影響閃變值測(cè)量結(jié)果的誤差原因。實(shí)測(cè)結(jié)果表明,本文提出的方法可實(shí)現(xiàn)閃變包絡(luò)參數(shù)及閃變值的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量,滿足嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的電壓閃變參數(shù)測(cè)量的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度。
【關(guān)鍵詞】：電壓閃變 改進(jìn)Teager能量算子 改進(jìn)Chirp-Z變換 改進(jìn)FFT 閃變包絡(luò) 閃變值
【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
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第1章 緒論14-27
• 1.1 選題背景和研究意義14-15
• 1.2 電壓波動(dòng)與閃變15-17
• 1.2.1 電壓波動(dòng)與閃變的基本概念15
• 1.2.2 電力系統(tǒng)主要閃變?cè)磁c危害15-16
• 1.2.3 電壓閃變的評(píng)估指標(biāo)16-17
• 1.3 現(xiàn)有電壓閃變檢測(cè)與分析方法17-25
• 1.3.1 傳統(tǒng)分析方法17-18
• 1.3.2 時(shí)域分析方法18-20
• 1.3.3 頻域分析方法20-22
• 1.3.4 時(shí)頻分析方法22-24
• 1.3.5 其他分析方法24-25
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容25-27
• 第2章 電壓閃變包絡(luò)參數(shù)估計(jì)方法研究27-44
• 2.1 電壓閃變模型27-28
• 2.2 改進(jìn)能量算子電壓閃變包絡(luò)提取28-32
• 2.2.1 Teager能量算子28
• 2.2.2 能量算子閃變包絡(luò)提取28-30
• 2.2.3 改進(jìn)能量算子閃變包絡(luò)提取30-32
• 2.3 改進(jìn)Chirp-Z變換譜分析32-37
• 2.3.1 Chirp-Z變換32-33
• 2.3.2 改進(jìn)Chirp-Z變換33-37
• 2.4 電壓閃變包絡(luò)參數(shù)估計(jì)37-39
• 2.4.1 改進(jìn)Chirp-Z變換的電壓包絡(luò)參數(shù)估計(jì)37
• 2.4.2 采樣頻率和長(zhǎng)度變化影響分析37-38
• 2.4.3 閃變包絡(luò)參數(shù)估計(jì)流程38-39
• 2.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析39-43
• 2.5.1 單一閃變包絡(luò)分量39-40
• 2.5.2 多閃變包絡(luò)分量40
• 2.5.3 電網(wǎng)頻率變動(dòng)影響40-41
• 2.5.4 諧波與間諧波影響41-42
• 2.5.5 噪聲影響42-43
• 2.6 本章小結(jié)43-44
• 第3章 閃變?cè)诰�檢測(cè)與閃變值計(jì)算方法研究44-58
• 3.1 閃變包絡(luò)參數(shù)實(shí)時(shí)提取44-47
• 3.1.1 包絡(luò)Nuttall窗加權(quán)提取誤差校正44-46
• 3.1.2 閃變包絡(luò)改進(jìn)FFT譜校正46-47
• 3.1.3 閃變參數(shù)估計(jì)準(zhǔn)確度比較47
• 3.2 閃變值計(jì)算47-50
• 3.2.1 閃變信號(hào)處理過(guò)程的簡(jiǎn)化47-49
• 3.2.2 基于改進(jìn)能量算子Nuttall窗譜校正的閃變測(cè)量49-50
• 3.3 仿真實(shí)驗(yàn)與分析50-56
• 3.3.1 單一閃變包絡(luò)分量50
• 3.3.2 多閃變包絡(luò)分量50-52
• 3.3.3 頻率偏差影響分析52-53
• 3.3.4 諧波與間諧波影響分析53
• 3.3.5 噪聲影響分析53-54
• 3.3.6 復(fù)雜環(huán)境包絡(luò)參數(shù)檢測(cè)影響分析54-56
• 3.4 檢測(cè)方法比較56-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第4章 電壓閃變?cè)诰�檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)58-69
• 4.1 試驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)成與工作原理58-59
• 4.2 試驗(yàn)平臺(tái)的硬件電路設(shè)計(jì)59-63
• 4.2.1 電網(wǎng)電壓數(shù)據(jù)采集單元59-61
• 4.2.2 閃變信號(hào)數(shù)據(jù)處理單元61-63
• 4.3 軟件設(shè)計(jì)63-65
• 4.3.1 主程序模塊63-64
• 4.3.2 基波處理模塊64-65
• 4.3.3 閃變處理模塊65
• 4.4 抗干擾設(shè)計(jì)65-68
• 4.4.1 硬件抗干擾設(shè)計(jì)66-67
• 4.4.2 軟件抗干擾設(shè)計(jì)67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第5章 電壓閃變?cè)诰�試驗(yàn)平臺(tái)測(cè)試與檢驗(yàn)69-74
• 5.1 測(cè)量實(shí)驗(yàn)69-71
• 5.2 誤差分析71-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-83
• 致謝83-84
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-85
• 附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)與獲得的專利與軟著85-86
• 附錄C 攻讀碩士學(xué)位期間主研的科研項(xiàng)目86-87
• 附錄D 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)87-88
• 附錄E 電壓閃變?cè)诰�檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)實(shí)物圖88

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