基于S变换简化算法的电压骤变检测方法及应用研究

发布时间：2017-11-05 21:00

  本文关键词：基于S变换简化算法的电压骤变检测方法及应用研究

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【摘要】：随着智能电网的发展,各类非线性负荷日益增多,引起了一系列电能质量问题。由于电压骤变发生频率高,影响范围大,不断危害用电设备运行安全,电压骤变问题越来越受到关注。电压骤变是电能质量的重要评价指标之一,其特征量的实时准确测量十分重要,对复杂的电网信号进行时频特征参数实时准确分析,是研究电能质量问题产生根源、改善和治理的关键依据。因此,研究电压骤变实时检测算法,探索时频分析方法简化机制,结合嵌入式装置形成快速准确的电压骤变检测系统,具有重要的理论意义和应用价值。首先,本文阐述了电压骤变基本概念、危害及其产生的原因,介绍了目前电能质量监测装置的现状和发展趋势。分析了国内外电压骤变检测经典方法和时频分析方法的特点和不足,引出S变换在特征参数时频分析的优势和改进空间。其次,开展了S变换简化算法的研究,提出基于特征频率信息的S变换简化算法,其原理是利用FFT频谱二次极值算法形成频率点简化机制;同时深入研究了基于该算法的电压骤变检测方法,提出基频幅值差分曲线的极值宽度判断法,提高了起止时间检测准确度。分析了S变换在电压骤变检测中因时频分辨率不足而导致检测误差较大的缺陷,由此本文提出一种基于S变换简化算法的窗系数自适应优化快速检测方法。该方法通过引入新的窗宽调节系数构成自适应改进S变换,利用时间分段插值法自适应调节优化窗系数。文中给出了该方法的实现过程及与S变换的运算量比较分析,表明运算量大大减少,适用于嵌入式实现;通过在多种干扰和白噪声影响等情况下进行仿真,仿真实验表明,该方法检测误差小、抗噪性好、可靠性高。接着,根据算法应用和实际项目需求,设计了一款基于ADC+DSP架构的电压骤变检测系统。详细介绍了信号调理和数据采集、ADC与DSP系统、电源、通信接口等模块的硬件设计,通过TI-RTOS实时操作系统完成检测方法的应用,给出具体模块程序设计和系统自举启动设计。最后,分析了该系统的可靠性和误差来源,并对其进行测试和检验,结果表明,该系统能满足电力系统中电压骤变检测的准确、快速检测要求,是一款稳定可靠、实时准确的电压骤变检测系统,为进一步解决其他电能质量问题提供很好实现平台和参考意义。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.2

【参考文献】

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本文编号：1145826