基于S變換簡化算法的電壓驟變檢測方法及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，各類非線性負荷日益增多，引起了一系列電能質(zhì)量問題。由于電壓驟變發(fā)生頻率高，影響范圍大，不斷危害用電設(shè)備運行安全，電壓驟變問題越來越受到關(guān)注。電壓驟變是電能質(zhì)量的重要評價指標(biāo)之一，其特征量的實時準確測量十分重要，對復(fù)雜的電網(wǎng)信號進行時頻特征參數(shù)實時準確分析，是研究電能質(zhì)量問題產(chǎn)生根源、改善和治理的關(guān)鍵依據(jù)。因此，研究電壓驟變實時檢測算法，探索時頻分析方法簡化機制，結(jié)合嵌入式裝置形成快速準確的電壓驟變檢測系統(tǒng)，具有重要的

2、理論意義和應(yīng)用價值。
　　首先，本文闡述了電壓驟變基本概念、危害及其產(chǎn)生的原因，介紹了目前電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。分析了國內(nèi)外電壓驟變檢測經(jīng)典方法和時頻分析方法的特點和不足，引出S變換在特征參數(shù)時頻分析的優(yōu)勢和改進空間。
　　其次，開展了S變換簡化算法的研究，提出基于特征頻率信息的S變換簡化算法，其原理是利用FFT頻譜二次極值算法形成頻率點簡化機制；同時深入研究了基于該算法的電壓驟變檢測方法，提出基頻幅值差分曲線的

3、極值寬度判斷法，提高了起止時間檢測準確度。
　　分析了S變換在電壓驟變檢測中因時頻分辨率不足而導(dǎo)致檢測誤差較大的缺陷，由此本文提出一種基于S變換簡化算法的窗系數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化快速檢測方法。該方法通過引入新的窗寬調(diào)節(jié)系數(shù)構(gòu)成自適應(yīng)改進S變換，利用時間分段插值法自適應(yīng)調(diào)節(jié)優(yōu)化窗系數(shù)。文中給出了該方法的實現(xiàn)過程及與S變換的運算量比較分析，表明運算量大大減少，適用于嵌入式實現(xiàn)；通過在多種干擾和白噪聲影響等情況下進行仿真，仿真實驗表明，該方法檢

4、測誤差小、抗噪性好、可靠性高。
　　接著，根據(jù)算法應(yīng)用和實際項目需求，設(shè)計了一款基于ADC+DSP架構(gòu)的電壓驟變檢測系統(tǒng)。詳細介紹了信號調(diào)理和數(shù)據(jù)采集、ADC與 DSP系統(tǒng)、電源、通信接口等模塊的硬件設(shè)計，通過TI-RTOS實時操作系統(tǒng)完成檢測方法的應(yīng)用，給出具體模塊程序設(shè)計和系統(tǒng)自舉啟動設(shè)計。
　　最后，分析了該系統(tǒng)的可靠性和誤差來源，并對其進行測試和檢驗，結(jié)果表明，該系統(tǒng)能滿足電力系統(tǒng)中電壓驟變檢測的準確、快速檢測要求，