基于快速原子分解的電能質(zhì)量擾動(dòng)分析方法研究.pdf

1、高水平的電能質(zhì)量是保證電力系統(tǒng)自身可持續(xù)發(fā)展的必要條件，為采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档蛿_動(dòng)帶來的影響，改善電能質(zhì)量，需要對(duì)檢測(cè)到的擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行有效分析與處理。本文研究原子稀疏分解在電力擾動(dòng)信號(hào)分析中的適用性，提出了一種利用和聲搜索的改進(jìn)原子稀疏分解算法，并將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)擾動(dòng)信號(hào)的提取、辨識(shí)和分類。
　　首先，利用快速傅里葉變換對(duì)原子稀疏分解中的匹配追蹤算法的初值進(jìn)行了優(yōu)化處理。采用快速傅里葉變換對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的幅值、頻率作粗略估計(jì)，以此估

2、計(jì)值作為匹配追蹤算法的初始解，彌補(bǔ)了匹配追蹤算法每次搜索均需遍歷整個(gè)原子庫(kù)的缺陷，加快了算法的收斂速度。
　　其次，針對(duì)常見的電能質(zhì)量擾動(dòng)特征，對(duì)一種或幾種相似的擾動(dòng)構(gòu)造了相應(yīng)的原子庫(kù)，減少了搜索時(shí)需匹配的原子數(shù)目。將常用的、適合分析電力系統(tǒng)擾動(dòng)信號(hào)的Gabor原子庫(kù)分為類基波庫(kù)、脈沖庫(kù)、諧波庫(kù)、振蕩庫(kù)4個(gè)子庫(kù)；當(dāng)擾動(dòng)類型已知時(shí)，可以用對(duì)應(yīng)的子庫(kù)進(jìn)行搜索；若不知擾動(dòng)類型，則可按照以上子庫(kù)的順序進(jìn)行搜索；這樣減少了搜索的索引參數(shù)，使

3、原子表達(dá)更簡(jiǎn)潔，搜索的針對(duì)性加強(qiáng)，加快了收斂速度并提高了計(jì)算效率。
　　再次，將和聲算法與匹配追蹤算法相結(jié)合，優(yōu)化了匹配追蹤算法的搜索迭代過程。對(duì)和聲搜索算法與匹配追蹤算法結(jié)合的可行性和優(yōu)越性進(jìn)行了分析，用和聲搜索算法對(duì)匹配追蹤算法的搜索迭代過程進(jìn)行了優(yōu)化。利用和聲搜索算法同時(shí)擁有群體搜索和協(xié)同搜索的能力，彌補(bǔ)了匹配追蹤算法缺乏協(xié)同搜索能力的缺點(diǎn)，通過兩者的結(jié)合顯著降低了算法的計(jì)算復(fù)雜度，提高了計(jì)算效率。
　　最后，應(yīng)用改進(jìn)

4、的原子稀疏分解算法提取電力擾動(dòng)特征，并進(jìn)行電能質(zhì)量擾動(dòng)分類。設(shè)定了提取電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的能量閾值等參數(shù)，對(duì)電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)利用不同類型的原子庫(kù)依次提取相應(yīng)擾動(dòng)，根據(jù)擾動(dòng)特征實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)分類，同時(shí)可得到擾動(dòng)的解析表示。本方法可單獨(dú)獲取某一特定擾動(dòng)及其在總信號(hào)中所占的比重，以進(jìn)行其他分析應(yīng)用，亦能同時(shí)實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)提取、參數(shù)辨識(shí)和擾動(dòng)分類。
　　本文設(shè)定了電壓暫降、電壓暫升、暫態(tài)振蕩和諧波等單擾動(dòng)模型，以及諧波加脈沖、諧波加暫態(tài)振蕩和電壓暫降加