基于FFT和小波變換的電力系統(tǒng)諧波檢測方法研究.pdf

1、本文介紹了電力系統(tǒng)諧波的基本概念、諧波產(chǎn)生機(jī)理、諧波危害、諧波源及傳統(tǒng)的諧波測量方法及其不足，探討了連續(xù)小波變換、離散小波變換等小波理論中幾種重要的變換方法，分析了這幾種小波變換的時(shí)頻特性。
　　針對(duì)目前電力系統(tǒng)諧波分析方法存在的難以快速、準(zhǔn)確地對(duì)動(dòng)態(tài)諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)分析檢測等問題，充分利用FFT對(duì)穩(wěn)態(tài)諧波分析和WT對(duì)對(duì)波動(dòng)諧波、快速變化諧波檢測各自的優(yōu)勢(shì)和二者具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性的特點(diǎn)，提出了一種將傅立葉分析與小波變換綜合在一起，適合各

2、種諧波的分析方法。
　　小波與傅立葉結(jié)合進(jìn)行諧波檢測的算法，是對(duì)于待檢信號(hào)首先進(jìn)行離散小波變換，將原信號(hào)分解為高頻(細(xì)節(jié))部分和低頻(概貌)部分。非穩(wěn)態(tài)諧波以及突變、間斷點(diǎn)等奇異信號(hào)分量一般在小波變換以后的細(xì)節(jié)部分，對(duì)該部分信號(hào)繼續(xù)進(jìn)行小波分析；對(duì)于穩(wěn)態(tài)的低頻概貌部分采用傅立葉變換進(jìn)行分析，取出穩(wěn)態(tài)諧波分量。這樣既可以得出各種暫態(tài)的波形成分，也可以得出準(zhǔn)確的穩(wěn)態(tài)諧波。本文對(duì)采用FFT與小波變換結(jié)合進(jìn)行諧波檢測的方法進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，

3、通過仿真驗(yàn)證了小波分析具有時(shí)域和頻域的雙重分辨率，能夠較好的解決傅立葉分析所不能解決的問題，在電網(wǎng)諧波分析中，采用小波分析算法，不僅能正確的得到各次諧波，而且對(duì)用傅立葉分析沒法解決的有關(guān)信號(hào)的暫態(tài)分量的提取，暫態(tài)分量時(shí)間的定位，電壓、電流波形的間斷、突起、凹陷和瞬態(tài)分量的檢測都具有較好的效果。
　　本文構(gòu)建了一種新的濾波器組結(jié)構(gòu)，它能把小波包分解中的各節(jié)點(diǎn)和分解的頻段對(duì)應(yīng)起來，并找出了這種濾波器組結(jié)構(gòu)的排列規(guī)律，按此規(guī)律可以構(gòu)建多

4、次分解的濾波器組結(jié)構(gòu)。
　　本文從平穩(wěn)隨機(jī)過程的特征以及不確定性熵與方差的聯(lián)系，指出了傅立葉變換的適用特點(diǎn)并給出了基于熵意義下的不確定性（測不準(zhǔn)原理）的解釋，測不準(zhǔn)原理此時(shí)等價(jià)于時(shí)頻分布Kullback距離恒為正。
　　本文還就諧波檢測系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。為了能滿足實(shí)時(shí)諧波分析算法運(yùn)算量大的要求，硬件上采用了DSP+ARM的設(shè)計(jì)方法，這種方法可以充分發(fā)揮DSP芯片的數(shù)字信號(hào)處理優(yōu)勢(shì)和ARM的控制功能，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的復(fù)雜軟