基于S变换的电能扰动信号分析及应用研究

发布时间：2017-05-16 21:06

  本文关键词：基于S变换的电能扰动信号分析及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,由于电力电子技术、变频技术、计算机技术等的迅速发展,电能质量问题日趋严重。目前,电能质量的扰动问题已成为影响电能品质的核心问题。因此,对电能质量扰动信号进行检测、分析、实时监测,是治理电能的必备条件。本文针对电能质量的常见扰动问题进行了分析和研究,设计出电能质量实时监测系统,内容如下。首先,分析了电能质量暂态扰动问题的基本内容和研究现状。介绍了目前电能质量检测的常用方法,并对各种方法作了对比分析,明确了各种方法的优缺点。由于S变换在信号检测方面没有严苛的应用条件,易于实现。同时,分析结果直观、易懂,所以将S变换应用于电能质量暂态扰动信号进行检测和分析。其次,构建了不同电能暂态信号的模型,并运用S变换法对这些扰动信号进行检测分析。从S变换结果矩阵中我们能够提取出扰动信号的产生时刻、结束时刻、持续时间、信号的频率和幅值大小等特征量。同时,我们还可以绘制扰动信号的幅频,时间包络曲线,等值线等图形,通过图形可以清晰看到信号基本特性。运用支持向量机,根据提取的特征向量,能够准确确定电能扰动信号的基本类型。通过仿真和误差分析对比验证了该方法的有效性。最后,结合企业需求,设计出电能质量信号监测系统。该系统包括硬件部分和软件部分,能够实现电能质量扰动信号的检测、分析和分类,完成电能质量的实时监测。
【关键词】：S变换 电能质量 支持向量机 电能监测
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.6;TM711
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 第1章 概述9-17
• 1.1 电能扰动研究的背景9
• 1.2 暂态电能质量的定义9-10
• 1.3 暂态电能质量的分类10-11
• 1.4 暂态电能质量的分析方法11-14
• 1.4.1 时域仿真方法11-12
• 1.4.2 频域分析方法12
• 1.4.3 基于变换的方法12-14
• 1.5 国内外电能质量研究情况14-15
• 1.6 本文的主要工作15-17
• 第2章S变换17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 傅立叶变换17-19
• 2.2.1 傅立叶变换的定义17-18
• 2.2.2 快速傅立叶变换18
• 2.2.3 离散傅立叶变换18-19
• 2.3 S变换的原理19-21
• 2.3.1 变换的定义19-20
• 2.3.2 一维离散S变换20-21
• 2.4 S变换性质21-22
• 2.5 S变换优点22-25
• 2.5.1 S变换时频分析的优点23
• 2.5.2 S变换与其他时频分析比较23-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 基于S变换的暂态电能质量检测26-37
• 3.1 暂态电能质量数学模型26-29
• 3.2 暂态电能质量检测流程29
• 3.3 基于S变换的暂态电能质量扰动信号检测29-35
• 3.3.1 暂态电能扰动S变换检测30
• 3.3.2 仿真分析30-35
• 3.4 本章小结35-37
• 第4章 基于支持向量机的电能扰动信号分类37-42
• 4.1 支持向量机37-39
• 4.2 支持向量机与电能暂态扰动信号识别的结合39-41
• 4.2.1 特征提取39-40
• 4.2.2 SVM识别过程40-41
• 4.2.3 算例分析41
• 4.3 本章小结41-42
• 第5章 电能质量监测系统设计42-54
• 5.1 硬件电路设计42-46
• 5.1.1 数据采集部分设计42-43
• 5.1.2 电源模块43
• 5.1.3 处理器43
• 5.1.4 采样模块43-44
• 5.1.5 信号调理模块44-45
• 5.1.6 实时时钟和EEPROM模块45-46
• 5.2 数据管理软件设计46-49
• 5.2.1 系统功能及运行机制46
• 5.2.3 系统特点46-48
• 5.2.4 系统模块组成48-49
• 5.3 电能质量监测系统实现过程49-51
• 5.4 系统测试51-52
• 5.5 本章小结52-54
• 结论54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59

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本文编号：371915