基于小波变换和HHT的微网建模及其谐波检测方法的研究

发布时间：2017-04-27 23:07

  本文关键词：基于小波变换和HHT的微网建模及其谐波检测方法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微电网是一种为了适应日益增长的电能需求而出现的新型电网结构,它由分布式电源、控制装置、负载等组成,将分布式电源和配电网联系在了一起。近年来,随着电力电子等技术的快速发展,微电源的并网过程中大量非线性负载和逆变器的使用,造成严重的谐波污染,影响微电网的正常工作。论文首先对微电网的工作原理进行分析,以微电源：光伏电池和风力机为主要研究对象,对其进行建模仿真。微电源并网的控制方法采用了适用于并网谐波检测的PQ控制。针对传统的微电网谐波检测方法：快速傅里叶变换(FFT)、小波分析、希尔伯特-黄变换(HHT)进行分析和仿真,发现这些谐波检测方法都存在不同程度上的局限。由于微电源并网信号的复杂性和非稳定性,设计了以TMS320F2812为处理器的微电源并网电流谐波采集系统,并对电流传感器和A/D转换芯片的型号进行了选取,并设计了电流信号调理电路以及各软件流程。最后本文提出了一种利用小波变换和HHT对谐波信号进行二次分解的改进方法。该方法首先利用小波变换中mallat分解法对微电源并网电流信号信号进行一次分解,再对分解后的信号进行HHT中的经验模态分解(EMD),得到一系列的经验模态函数分量(IMF)；然后分离出各IMF分量中的基波分量和谐波分量；再利用希尔伯特变换得到分量的各幅值和频率信息。建立微电源并网系统的模型,分别利用传统检测方法和本文方法对并网电流进行了谐波检测。对比仿真结果,验证了本文方法减小了模态混叠现象,误差较小精度较高,符合微电源并网系统的谐波检测要求。
【关键词】：微电网 谐波检测 小波变换 希尔伯特-黄变换
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM711
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 选题的背景和意义12
• 1.2 国内外微电网谐波检测研究现状12-15
• 1.2.1 国内外微电网的研究现状12-14
• 1.2.2 微电网谐波检测的研究现状14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-16
• 2 微电网的建模16-28
• 2.1 光伏电池模型16-20
• 2.1.1 光伏电池的基本原理16
• 2.1.2 光伏电池的数学模型16-18
• 2.1.3 光伏电池建模18-20
• 2.2 风力发电机模型20-24
• 2.2.1 风力发电机的基本原理20-21
• 2.2.2 风力发电机的数学模型21-23
• 2.2.3 风力发电机的仿真23-24
• 2.3 微电源PQ控制方式的建模与分析24-27
• 2.3.1 PQ控制的原理24-25
• 2.3.2 PQ控制的建模25-26
• 2.3.3 PQ控制的数学模型26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 微电网常见谐波检测方法的研究28-48
• 3.1 傅里叶变换28-31
• 3.1.1 连续傅里叶变换28-29
• 3.1.2 离散傅里叶变换29
• 3.1.3 快速傅里叶变换29-31
• 3.2 小波变换31-39
• 3.2.1 连续小波变换31-33
• 3.2.2 离散小波变换33-34
• 3.2.3 正交小波基与多分辨率率分析34-37
• 3.2.4 小波变换存在的频谱混叠问题37-39
• 3.3 希尔伯特黄变换39-46
• 3.3.1 本征模态函数的数学模型40
• 3.3.2 经验模态分解法40-42
• 3.3.3 希尔伯特谱和边际谱42-43
• 3.3.4 HHT在谐波检测中的分析43-46
• 3.4 本章小结46-48
• 4 微电源并网电流采集系统设计48-55
• 4.1 微电源并网系统中电流采集系统的总体设计48-49
• 4.2 DSP芯片的选型49
• 4.3 微电网电流谐波采集模块的设计49-51
• 4.3.1 电流传感器的选型50
• 4.3.2 电流信号调理电路的设计50-51
• 4.3.3 A/D转换芯片的选择51
• 4.4 微电源并网电流采集系的软件设计51-54
• 4.4.1 系统主程序单元设计52
• 4.4.2 数据采集模块的软件设计52-53
• 4.4.3 通信模块的软件设计53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 5 微电网谐波检测方法的改进与仿真分析55-65
• 5.1 微电网谐波检测方法的改进与分析55-56
• 5.2 微电源并网系统的建模56-57
• 5.3 微电源并网电流的谐波检测57-64
• 5.4 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 作者简介及读研期间主要科研成果70

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