基于傅里叶变换和小波包变换的电力谐波检测方法的研究

发布时间：2017-07-07 03:00

  本文关键词：基于傅里叶变换和小波包变换的电力谐波检测方法的研究

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【摘要】：随着日益增大的电网容量和越来越复杂的电力系统结构,越来越多的非线性负载以及电力设备应用于电力系统中,导致了大量谐波电流产生,影响电网的电能质量优劣与用户设备的安全运行,严重时会引起电容器设备烧毁。因此,如何对电力谐波进行有效的抑制成为很多学者研究的课题。电网污染的最主要原因是无功功率损失与谐波干扰,因此,通过减少甚至消除电网的谐波干扰以及进行无功功率的补偿可以达到有效抑制谐波的目的。消除电力谐波对电网的影响就必须对谐波进行分析与检测,从而根据分析检测结果对谐波进行抑制,防止谐波危害。因此,电力谐波的分析与检测对维护电网的安全运行十分重要,对抑制谐波也是十分必要和有意义的。本文首先研究了用傅里叶变换对谐波进行检测的方法,主要研究了该方法的基本原理,针对傅里叶变换具有非同步采样、栅栏效应等缺点,本文采用了一种基于加Blackman窗傅里叶变换的电力系统谐波检测的算法。仿真结果表明,加Blackman窗傅里叶变换后的谐波检测方法能有效地解决上述提到的傅里叶变换的缺点,同时与不加窗的傅里叶谐波检测结果相比,电力系统谐波检测的精度得到了提高。其次,本文在研究了小波包变换和小波变换基本原理的基础上,对比分析了小波包变换和小波变换的区别,针对傅里叶变换无法进行暂态谐波分析,采用了比小波变换分析精度更高的小波包变换对暂态谐波进行检测,而且采用了加Blackman窗傅里叶变换与小波包变换结合的这一算法,来检测含有衰减分量的暂态信号。仿真结果表明,结合后的算法能够对含有衰减分量的暂态信号进行检测,能够得到信号的幅值、频率及衰减分量发生的时刻。最后本文研究了电力系统中谐波存在的噪声问题,根据传统软阈值函数和硬阈值函数的优点,采用该两种函数优点结合的方法对含噪信号进行消噪处理。仿真结果表明,与传统的软阈值函数或硬阈值函数相比,结合后的方法的均方误差较小,信噪比较高。
【关键词】：电力谐波 傅里叶变换 谐波检测 小波包变换 阈值去噪
【学位授予单位】：上海电机学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM935
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题背景及研究意义11-13
• 1.1.1 谐波的危害和来源11-12
• 1.1.2 谐波检测的作用和研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 论文研究内容及章节安排15-18
• 第二章 基于加Blackman窗插值傅里叶变换的谐波检测18-37
• 2.1 引言18
• 2.2 傅里叶变换在谐波检测领域的应用18-21
• 2.2.1 傅里叶变换18
• 2.2.2 连续傅里叶变换18-21
• 2.2.3 离散傅里叶变换21
• 2.3 加Blackman窗插值傅里叶变换的谐波检测21-29
• 2.3.1 窗函数的选择22-26
• 2.3.2 加Blackman窗插值傅里叶变换算法原理26-29
• 2.4 加Blackman窗插值傅里叶变换谐波检测仿真分析29-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 基于db44小波包变换谐波检测方法的研究37-51
• 3.1 引言37
• 3.2 小波及小波包基本理论37-43
• 3.2.1 小波基本理论37-39
• 3.2.2 小波包算法39-43
• 3.3 基于db44小波包变换的电力谐波仿真分析43-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 加Blackman窗傅里叶变换和db44小波包变换的联合算法谐波检测51-62
• 4.1 引言51
• 4.2 傅里叶变换与小波包变换的比较51-52
• 4.3 加Blackman窗傅里叶变换与db44小波包变换结合对含暂态分量信号的仿真分析52-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 基于小波软硬阈值结合去噪的谐波检测62-73
• 5.1 引言62
• 5.2 小波去噪原理62-63
• 5.3 小波软硬阈值结合去噪的仿真分析63-66
• 5.4 小波去噪与加Blackman窗傅里叶变换结合对电力谐波的仿真分析66-71
• 5.5 本章小结71-73
• 第六章 总结与展望73-76
• 6.1 总结73-74
• 6.2 展望74-76
• 参考文献76-82
• 致谢82-84
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果84

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本文编号：528581