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电能质量扰动识别与分类的研究

黄勇  
【摘要】: 近年来,科学技术的不断创新和国民经济的蓬勃发展,使得对电能质量的要求越来越高。同时,由于电网干扰性负荷的日益增多,使得电能质量受到诸多方面的影响。电能质量问题现今已越来越严重,电压暂降和短时中断已被公认是影响许多用电设备正常安全运行最严重的问题。 对于稳态电能质量检测问题,国内外算法已经较为成熟,尤其采用高精度FFT算法对稳态问题的处理可以取得很高的精度。然而,对于暂态电能质量问题,无论是理论研究还是装置的开发都还处于尝试应用阶段。 采取合理的措施是提高电能质量的保证,首要的是应对其正确的检测和识别。基于这一点,本文对电能质量扰动(五种暂态电能质量扰动与谐波)检测和识别方法进行了研究,在总结检测方法的基础上提出了一种新的电能质量扰动识别与分类方法。 首先,较全面的介绍了电能质量有关概念、电能质量问题的分类,综述电能质量信号消噪与检测分析方法的现状,提出了电能质量扰动信号检测前的消噪处理的必要性,运用小波消噪方法对其进行消噪处理。 其次,本文提出了运用希尔伯特-黄变换方法和小波变换方法来对其扰动信号进行检测分析,用两章分别对暂态电能质量扰动(电压暂降、电压暂升、电压中断、暂态振荡和暂态脉冲)和谐波信号的检测进行了介绍与仿真。仿真结果表明,小波变换可以有效地区分暂态电能质量扰动和谐波信号,并能精确地定位暂态电能质量扰动的起止时间,但并不能区分暂态扰动类型,而希尔伯特-黄变换方法不仅能有效地区分暂态扰动类型,而且能够准确地检测其谐波信号。 最后,在总结上述两种方法(小波变换方法、希尔伯特-黄变换方法)对电能质量扰动信号进行检测结果的基础上,提出了基于小波变换和希尔伯特-黄变换的新的检测方法,详细地阐述了新检测方法的思想与检测步骤,并列举了三个仿真实例。仿真结果表明,该新方法的有效性与准确性。


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