收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究

全惠敏  
【摘要】:非线性负荷和高精度设备的大量使用,导致电网电能质量日益恶化,这一问题愈来愈受到电力部门和电网终端用户的高度关注。为了改善和提高电能质量,保证电网的安全运行,必须系统精确地检测电能质量相关信号,全面深入地分析电能质量问题,找出电能质量恶化的成因。电能质量扰动信号是电力线路故障和非线性负荷等问题引发的电能质量恶化的外在表现;变压器等电气设备的局部放电是造成电网电能质量恶化的潜在原因,局部放电声发射信号则是伴随局部放电过程出现的一种信号,该信号可大致衡量放电程度与准确定位放电位置。广义而言,电能质量扰动和变压器等设备局部放电声发射信号均属电能质量相关信号。因此,论文深入研究电能质量扰动信号与声发射信号的检测方法。 (1)提出了一种基于S变换的电能质量扰动检测与定位算法。算法采用S模矩阵时间幅值平方和均值对多种电能质量扰动信号进行时间的定位,采用S模矩阵频率幅值平方和均值对信号中的谐波成分进行估计,采用S变换基频幅值曲线来表示电网基频电压幅值的变化。具体算例的仿真结果表明,S变换比短时傅里叶变换具有更好的时频聚焦能力,所提算法基本满足电能质量扰动检测的精度要求。 (2)电能质量扰动检测的主要任务是分析和识别各类扰动。为更加准确地提取扰动信息,提出了基于自适应调整调节因子的广义S变换(GST)电能质量扰动分析方法。在S变换中增加一个调节因子λ形成广义S变换,给出了调节因子λ随信号中频率组成不同而进行自适应取值的具体方法,推导了广义S变换的实现过程。对电能质量扰动信号进行了基于广义S变换的仿真分析,并提取了用于分类的特征参数。为更好地对电能质量扰动分类,提出了两种分类算法:基于决策树的分类算法和基于人工免疫的分类算法,并分别将之应用于14种常见电能质量扰动的分类识别。仿真结果表明,两种分类算法均能对扰动进行有效识别,其中决策树更易于理解和运行速度更快,人工免疫则分类准确率更高,对噪声不敏感。 (3)针对快速傅里叶变换(FFT)对暂态谐波处理精度差和小波变换频带划分不均匀的缺点,提出了基于修正广义S变换(MGST)和人工免疫克隆选择算法(CSA)结合的谐波间谐波检测新算法。该算法通过调节MGST中的两个可变参数取值,以满足谐波检测中对频率分辨率的高要求。用MGST提取的初始幅值、相位、频率参数建立谐波间谐波的信号模型,然后利用人工免疫克隆选择算法优良的全局寻优能力对模型参数进行优化,最终得到使误差目标函数值最小的谐波间谐波参数。仿真结果及在数字化逆变电源中的应用均表明,该算法简单实用,特别是在检测间谐波和暂态谐波的效果上,优于傅里叶变换。 (4)为克服电压暂降中噪声的影响,提出了基于改进S变换(MST)的电压暂降检测方法。分析了改进S变换中可变参数的选择对暂降幅值检测的影响,给出了MST提取暂降幅值、暂降时刻、谐波含量和相位的方法。根据电力系统实际情况,在MATLAB中建立了短路故障、感应电机启动和变压器空载激磁三种扰动源引起的电压暂降模型,通过MST分析电压暂降特征,并利用决策树对暂降源进行识别。仿真结果表明,该算法能有效提取出正确的暂降参数,对不同扰动源进行准确判断。 (5)提出了基于广义S变换的声发射信号分析及三维声源定位方法。根据变压器局部放电声发射信号产生机理和特点,提出了在GST模矩阵主频附近开窗、窗外元素均置零的方法,对声发射信号进行去噪处理。利用GST对去噪后的声发射信号进行分析,提取出主频带能量和波达时间等特征参数,并求出各传感器之间的波达时差。推导出了三维声源定位公式,将各波达时间代入即可定位变压器的局部放电声源点。所提算法可以推广应用于绝缘子等电气设备的局部放电定位以及矿山岩体声发射信号的分析和定位。仿真与实验结果表明,所提算法可为工程技术人员提供准确的声发射特征参数,声源定位算法准确度高。 本文提出的电能质量扰动检测算法,提高了电能质量扰动实时检测和离线分析的可靠性和准确性;提出的声发射信号分析与定位算法,为设计开发局部放电故障监测系统提供了理论依据和实现途径。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 曹罕;;电力推进船舶电能质量探讨[J];硅谷;2011年12期
2 韩肖清;门殿卿;赵庆生;邵玉槐;;基于动态测度的电能质量扰动参数估计[J];电力系统保护与控制;2011年14期
3 李晓;陈铸华;何朝辉;;基于小波变换与PSO-BP神经网络的电能质量扰动分类[J];高等函授学报(自然科学版);2011年03期
4 金燕;钟金金;;基于小波包改进阈值方法的电能质量信号消噪[J];机电工程;2011年08期
5 张新闻;周春燕;李学生;;优化核参数的SVM在电能质量扰动分类中的应用[J];哈尔滨理工大学学报;2011年03期
6 姜孝华;彭啸亚;肖秀春;;滑动窗Walsh基函数神经网络检测电能质量扰动[J];电力系统及其自动化学报;2011年03期
7 陈珍萍;欧阳名三;刘淮霞;;小波能量差分布和SVM结合的PQD识别[J];计算机工程与应用;2011年20期
8 管春;周雒维;卢伟国;;基于多标签RBF神经网络的电能质量复合扰动分类方法[J];电工技术学报;2011年08期
9 徐永海;赵燕;;基于短时傅里叶变换的电能质量扰动识别与采用奇异值分解的扰动时间定位[J];电网技术;2011年08期
10 沈跃;刘国海;刘慧;;随机降维映射稀疏表示的电能质量扰动多分类研究[J];仪器仪表学报;2011年06期
11 郝晓弘;郝守庆;胡振邦;郑伟;;基于模糊自适应形态滤波器和S变换的暂态电能质量扰动检测[J];电力系统保护与控制;2011年17期
12 于希娟;李洪涛;赵贺;;照明灯具对电压暂降敏感性研究[J];大功率变流技术;2011年04期
13 陈树君;韦婉琰;于洋;王海亮;蒙丹阳;刘进;;三相大功率电压暂降抗扰度测试系统研制[J];电焊机;2011年07期
14 代双寅;韩民晓;严稳莉;;含分布式电源的配电网电压暂降评估[J];电网技术;2011年07期
15 魏垂领;;电力网中的电磁干扰[J];中国教育技术装备;2011年25期
16 何振民;;配电系统的电能质量与可靠性[J];科技创新导报;2011年22期
17 吕干云;吴传满;孙维蒙;汪晓东;蔡秀珊;;基于RVM和ANF的电压暂降检测识别[J];电力系统保护与控制;2011年12期
18 沈康;;工厂供配电系统中固体静态切换开关应用[J];上海电机学院学报;2011年03期
19 王易平;;变流负荷供电线路电压暂降的治理研究[J];现代电子技术;2011年12期
20 于志永;张秀娟;;用于风电场的串联型低电压穿越补偿装置研究[J];电气应用;2011年16期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐会会;陈春玲;吴鹏飞;;基于虚拟仪器技术的电能质量扰动信号发生器的设计[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
2 陈春玲;许童羽;袁野;;基于多类分类SVM的电能质量扰动识别[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
3 方群会;;基于LS_SVM的暂态电能质量扰动分类[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
4 刘林;林涛;;基于连续小波变换和专家系统的电能质量扰动识别研究[A];中南七省(区)电力系统专业委员会第二十二届联合学术年会论文集[C];2007年
5 姚蜀军;韩民晓;汪燕;文俊;;用于电能质量教学的电力扰动发生装置的研究及实现[A];第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(下册)[C];2007年
6 张东中;袁帅;佟为明;;基于复小波和神经网络的电能质量扰动识别与分类[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
7 黄纯;江亚群;;基于形态学的电力扰动检测新方法[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年
8 曹立中;吴杰;苏春苑;;基于多方法的电能质量扰动研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
9 高师湃;张丽;李群湛;;牵引供电系统电能质量扰动在线检测研究[A];中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C];2006年
10 王丽霞;何正友;赵静;;重排二次型时频分布在电能质量检测中的应用[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;2010年
2 秦英林;电能质量扰动的自动识别和时刻定位研究[D];山东大学;2010年
3 张明;电能质量扰动相关问题研究[D];华中科技大学;2010年
4 赵静;电能质量扰动信号检测与识别算法研究[D];西南交通大学;2011年
5 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
6 单任仲;并联型复合电能质量扰动及补偿的控制方法与实现[D];华北电力大学(北京);2010年
7 黄文清;电能质量扰动在线监测方法研究[D];湖南大学;2007年
8 舒泓;电能质量扰动检测和分类问题的研究[D];北京交通大学;2009年
9 刘应梅;电能质量扰动检测和分析的研究[D];中国电力科学研究院;2003年
10 王继东;电力系统暂态电能质量问题研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵强强;基于S变换和神经网络的电能质量扰动检测分类[D];西安理工大学;2010年
2 黄勇;电能质量扰动识别与分类的研究[D];华南理工大学;2010年
3 方奇品;基于智能算法电能质量检测与识别[D];浙江师范大学;2010年
4 赵燕;电能质量扰动检测与识别方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
5 刘锐锐;暂态电能质量扰动关键技术的研究[D];东北大学;2009年
6 郭倩;基于扰动测度与证据理论的电能质量扰动源定位算法研究[D];燕山大学;2011年
7 张宏财;基于S变换的电能质量扰动分析[D];北京化工大学;2010年
8 荆辉;电能质量扰动分类算法研究[D];山东大学;2011年
9 于连富;原子分解在电能质量扰动信号分析中的应用[D];燕山大学;2010年
10 王丽霞;基于信号处理的电能质量扰动检测与识别[D];西南交通大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 陆震;杜绝安全隐患 维护机场稳定[N];中国民航报;2009年
2 郭清梅 吴丽芳;电压暂降与短时中断标准研究项目顺利通过评审[N];国家电网报;2009年
3 中国电力科学院 林海雪;现代社会对供电电能质量的要求[N];中国电子报;2003年
4 陕西 魏坤;我做电台,我做DJ[N];电子报;2004年
5 文月;超电容:原理及应用[N];电子资讯时报;2008年
6 山西农业大学工程技术学院电气本071班 白雪;浅谈智能电网的应用技术[N];山西科技报;2010年
7 本报记者 樊邦兴;计算机开关电源仅有一半合格[N];中国质量报;2000年
8 卻丽君;走进电脑音乐的殿堂(四)[N];江苏经济报;2003年
9 许宛英 陆剑 江大纬;彩电合格率仅为13%[N];新华日报;2001年
10 谭泳游根杰;CCSA完成移动台电磁兼容国标[N];人民邮电;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978