电能质量暂态扰动对电能计量的影响与滤波研究

发布时间：2017-09-30 18:10

  本文关键词：电能质量暂态扰动对电能计量的影响与滤波研究

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【摘要】：电能作为一种高效清洁的能源,在人民日常生活和生产中扮演着无比重要的角色。随着电力系统中非线性负荷用量的增多,使得大量暂态扰动存在,导致了电网中电压和电流发生变化,这些暂态扰动不但在工程上减少了电网器件的使用寿命,还影响着电能的科学计量,增加了电能表的误差,造成直接的经济损失。本文深入研究小波变换和奇异值分解算法,分析电能暂态扰动对电能表计量造成的影响,提高了电能表计量的准确性。本文以电能计量的滤波为研究背景,暂态扰动为研究对象,提出了一种结合SVD和双树MAP的滤波算法,并在MATLAB平台中进行建模仿真,利用实例验证其仿真结果的正确性。主要阐述了如下内容：(1)介绍了小波变换滤波方法的基本原理。详细分析小波变换的理论,主要列举了硬阈值、软域值、模极大值、基于MAP估计的双树复小波算法的滤波原理和计算方法。(2)利用小波变换对单一电压暂升信号和多种电能暂态扰动叠加信号进行滤波的仿真分析。利用硬阈值、软域值、模极大值、基于MAP估计的双树复小波算法分别对两种信号滤波。得到波形图和去噪后的信噪比,发现四种算法中基于MAP估计的双树复小波算法对两种信号的去噪效果最佳。并比较滤波后电压突变点的信息与理想值的误差,其结果表明基于MAP估计的双树复小波算法对突变点信息的保留程度最好。(3)提出一种SVD结合基于MAP估计双树复小波的滤波算法。先使用SVD算法构建二分矩阵对暂态扰动信号做预处理,经过处理之后的信号噪声被大大削弱,然后再对其进行双树MAP滤波,最后得到的结果信噪比更高,突变点信息的提取情况略好。根据电能计量的计算公式计算理论电能消耗值、实际电能消耗值和五种算法滤波后的电能消耗值,直观的对比五种算法滤波后与理论电能计量的误差情况和滤波后突变点的信息,最终结果都证明了仿真实验的正确性。
【关键词】：电能计量 暂态扰动 信号处理 小波变换 SVD
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM711;TM933.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 暂态扰动对电能计量影响的研究背景及意义10-12
• 1.2 暂态扰动的特征12-15
• 1.2.1 暂态扰动的定义12
• 1.2.2 暂态扰动的分类及波形特征12-15
• 1.3 课题国内外研究现状15-18
• 1.4 本文的主要工作18-20
• 第二章 小波变换滤波原理20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 小波变换基本原理20-31
• 2.2.1 连续小波变换20-21
• 2.2.2 离散小波变换21-22
• 2.2.3 小波包分析原理22-23
• 2.2.4 模极大值算法23-24
• 2.2.5 小波阈值算法24-25
• 2.2.6 双树复小波变换25-29
• 2.2.7 MAP估计算法29-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 基于小波变换的暂态扰动分析32-48
• 3.1 引言32
• 3.2 电压暂升信号的滤波32-39
• 3.3 小波变换对多种暂态扰动信号叠加后的滤波39-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 SVD结合双树MAP算法的滤波分析48-62
• 4.1 引言48
• 4.2 奇异值分解理论48-52
• 4.2.1 奇异值分解的定义48-49
• 4.2.2 奇异值分解中Hankel矩阵的构造49-50
• 4.2.3 SVD的分解与重构50-52
• 4.3 SVD结合双树MAP算法的仿真52-56
• 4.3.1 电压暂升信号的滤波52-54
• 4.3.2 多种暂态扰动叠加信号的滤波54-56
• 4.4 实例滤波分析56-59
• 4.4.1 电能计量基本原理56-57
• 4.4.2 基于电压暂升实测数据的滤波分析57-59
• 4.4.3 电压暂升信号突变点分析59
• 4.5 本章小结59-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 全文总结62-63
• 5.2 展望63-64
• 致谢64-66
• 参考文献66-72
• 附录A (攻读学位其间发表论文情况)72

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本文编号：949651