基于小波变换和HMM的电能质量扰动分类

发布时间：2017-10-16 08:32

  本文关键词：基于小波变换和HMM的电能质量扰动分类

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【摘要】：随着新兴工业技术的进步,电网中非线性负荷所占的比例越来越高,电网正遭受越来越严重的电能质量问题。为了保证电力系统安全、可靠、经济运行,深入的研究电能质量问题尤为必要。分析电能质量扰动是改善电网电能质量的前提,只有查明了故障类型,才能从根本上治理并提高电能质量。因此需要对电网中发生的电能质量事件的分类进行研究。本文基于PSCAD/EMTDC仿真平台得到了电压暂降、电压暂升、电压中断、暂态振荡和谐波5种常见的电能质量波形,利用小波变换及多分辨率分析对仿真波形进行分析,提出了一种新的电能扰动信号特征量提取方法。由该方法提取出的特征值能够有效的反映出电能质量扰动事件发生后,信号各个频段能量随时间变化的规律。本文介绍了隐式马尔科夫模型的基本理论以及在训练和识别过程中的算法,并在MATLAB上利用提取的特征量对5种电能质量马尔科夫模型进行训练和对未知电能质量信号进行识别。最后简要介绍了一个集信号发生、信号采集以及信号分析的硬件实现系统。该系统将仿真得到的扰动波形存储在信号发生器中输出,经过采样芯片采样后将信号传输到电脑中进行特征量提取和信号识别。本文用仿真波形对提出的电能质量事件分类方法进行测试,实验结果表明该方法能够有效的识别出5种电能质量事件。本文提出的方法有着计算简单、可靠性高的特点,并且也可以用来对其它电能质量事件进行分类。
【关键词】：电能质量仿真 电能质量分类 小波变换 隐式马尔科夫模型
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM711
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 电能质量的定义与分类8-10
• 1.3 国内外研究现状10-15
• 1.3.1 电能质量扰动分析方法10-13
• 1.3.2 人工智能分类方法13-15
• 1.4 论文主要工作15-17
• 2 电能质量扰动事件仿真及特征量提取17-37
• 2.1 电能质量扰动事件仿真17-23
• 2.2 小波变换的基本理论23-27
• 2.2.1 连续小波变换23
• 2.2.2 离散的小波变换23-25
• 2.2.3 多分辨率分析25-26
• 2.2.4 帕斯维尔定理26-27
• 2.3 电能质量扰动信号特征量的提取方法27-36
• 2.4 本章小结36-37
• 3 隐式马尔科夫模型理论与电能质量事件分类37-52
• 3.1 离散马尔科夫过程37-39
• 3.2 隐式马尔科夫模型（HMM）39-40
• 3.3 HMM的三个基本问题40-47
• 3.3.1 评估问题40-42
• 3.3.2 解码问题42-44
• 3.3.3 训练问题44-47
• 3.4 连续观测量47-48
• 3.5 隐式马尔科夫模型选择48-50
• 3.6 隐式马尔科夫模型在电能扰动事件分类中的应用50-51
• 3.7 本章小结51-52
• 4 电能质量扰动事件识别的实现52-58
• 4.1 实验设备介绍52-54
• 4.1.1 信号发生器52-53
• 4.1.2 控制芯片选型53
• 4.1.3 AD芯片选型53-54
• 4.2 算例实验54-56
• 4.3 实验结果与分析56-57
• 4.4 本章小结57-58
• 5 总结与展望58-60
• 5.1 全文总结58-59
• 5.2 课题展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64

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本文编号：1041713