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基于小波变换的电气化铁路谐波分析

王鹏  
【摘要】:电气化铁路近年来已在国内得到了迅猛的发展,而其产生的谐波污染也更加严重。谐波分析可以得到各次谐波的含量,从而为抑制谐波提供理论基础,因此对电气化铁路进行谐波分析是相当必要而有意义的。由于电气化铁路中在不同工况下的谐波含量会有不同,因此在其谐波变化的时刻,应用传统的无时域分析能力的FFT变换算法进行谐波分析会产生误差。而小波变换不仅有较好的频域分析能力,在时域也有很好的分析能力,特别适合于多频带时变信号的分析。小波包变换相比于以前的小波方法,在频率细化方面有更出色的能力,更加适合进行谐波分析。因此本文提出应用小波包算法来进行电气化铁路的谐波分析。 随后对小波包变换算法进行了一些调整和改进,以得到正确的分析结果。首先对频带顺序重新排列使小波包分解得到的各频带按频率从小到大的顺序排列。然后进行频带重新划分使各次谐波分量均处在各频带的中心。还采用混叠补偿的方法减轻了混叠现象。此外,在具体编程实现中提出了减少计算量的方法。 为验证小波包算法在时变谐波分析中的表现,本文在MATLAB中对电力机车主电路建模仿真,得到其含谐波的电流数据,对电气化铁路中含有时变谐波的电流进行了谐波分析。仿真结果证明本文采用的改进后的小波包算法在处理含时变谐波的电流时具有良好的时频分析能力,能比较精确地定位谐波含量发生变化的时间点,并能比较精确地得到各次谐波含量。


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