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《基于離散小波變換的電力系統(tǒng)諧波分析與仿真》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、基于離散小波變換的電力系統(tǒng)諧波分析與仿真-機(jī)械制造論文基于離散小波變換的電力系統(tǒng)諧波分析與仿真陳曉舟（無(wú)錫開(kāi)放大學(xué)終身教育處，江蘇無(wú)錫214021）摘要：諧波對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行具有較大危害，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，非整次諧波（間諧波）和突變諧波大量存在，傳統(tǒng)的諧波分析大都是使用快速傅立葉變換（FFT）和窗口傅立葉變換算法，傅立葉變換在時(shí)域分析中局部化處理能力有限，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)。在比較了窗口傅立葉變換與離散小波變換后，認(rèn)為離散小波變換在電力諧波分析上有諸多優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出采用離散小波變換進(jìn)行電力系統(tǒng)諧波分析，取得了較好的效果。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；諧波；傅立葉變換；離散小波變換0引言電力系統(tǒng)諧波的
2、產(chǎn)生有其復(fù)雜的原因，隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)更多非線(xiàn)性設(shè)備的運(yùn)行和使用，諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響日益突出［1］，例如，在逆變電路中，諧波的出現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)和電力設(shè)備的正常運(yùn)行有著較大威脅，嚴(yán)重情況下諧波分量甚至?xí)闺娋W(wǎng)波形畸變；而在電機(jī)和電力拖動(dòng)設(shè)備方面，高頻諧波的出現(xiàn)也會(huì)使電機(jī)等電力設(shè)備發(fā)熱，降低運(yùn)行效率。因此，需要對(duì)諧波進(jìn)行精確檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)快速跟蹤。傳統(tǒng)的諧波分析是使用快速傅立葉變換（FFT），不過(guò)，快速傅立葉變換在時(shí)域分析中局部化處理能力有限，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，小波變換則克服了傅立葉變換的上述缺點(diǎn)，可以很好地展開(kāi)對(duì)信號(hào)的時(shí)頻特性分析，離散小波變換的思想是對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行分解，變成子頻段后再利用小波變換算法得
3、到各子頻段的信息。1離散小波變換算法理論離散小波變換是基于小波基函數(shù)的變換算法，小波變換是根據(jù)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間—尺度的分析方法，多分辨率分析是其主要特點(diǎn)，連續(xù)小波變換具有線(xiàn)性、平移不變性等優(yōu)點(diǎn)［2］。不過(guò)，連續(xù)小波變換在處理長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)的信號(hào)數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)有很大誤差，只能通過(guò)設(shè)定辨識(shí)區(qū)間，對(duì)置信區(qū)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，才能得到誤差較小的結(jié)果。在小波變換中，其離散化大都是針對(duì)連續(xù)尺度參數(shù)和連續(xù)平移參數(shù)，通常情況下，設(shè)尺度參數(shù)a和平移參數(shù)b的離散公式分別為：窗口傅立葉變換在某種程度上實(shí)現(xiàn)了諧波的局部化分析，但是，由于窗口與頻率無(wú)關(guān)，窗口傅立葉變換每改變一次分辨率就要改變一次窗口函數(shù)，所以其使用范圍受到局限。
4、2.2基于離散小波變換的電力諧波分析離散小波變換的分析思想和基本算法，在理論上證明可以滿(mǎn)足對(duì)電力系統(tǒng)諧波的分析檢測(cè)需要，根據(jù)上述理論在MATLAB中對(duì)同樣的電力諧波進(jìn)行仿真和分析，過(guò)程如下：使用同樣的電力諧波，將采樣頻率設(shè)定為基波和3次諧波頻率的兩倍，根據(jù)小波分解算法可得諧波分解信號(hào)如圖2所示。通過(guò)對(duì)離散小波諧波分析的實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，利用小波基函數(shù)分析發(fā)生了高頻率混疊現(xiàn)象，基波及低頻諧波部分則能夠被較好地分解。高頻部分之所以出現(xiàn)頻率混疊現(xiàn)象，主要原因是在小波分解過(guò)程中隔點(diǎn)取樣，在每一層小波包分解時(shí)降低了采樣頻率，從而使高頻部分模糊不清。解決這個(gè)問(wèn)題可以采用先分解基波，再將諧波部分單獨(dú)分解的
5、方法。利用一維離散小波變換對(duì)信號(hào)的高頻及低頻部分進(jìn)行提取，設(shè)y為被分析信號(hào)，N為分解層級(jí)，小波基函數(shù)選定為db10，［cA，cD］=dwt（y，’db10’），再經(jīng)過(guò)多層小波重構(gòu)的近似分量結(jié)果如圖3所示。在同一個(gè)電力諧波下通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，分別使用窗口（Hanning）傅立葉變換和離散小波變換算法對(duì)波形進(jìn)行驗(yàn)證，提取各次諧波的參數(shù)，具體如表2所示。表中數(shù)據(jù)表明，離散小波變換在進(jìn)行諧波尤其是間諧波分析方面，比傅立葉算法的精度要高很多，用離散小波變換效果較好。3結(jié)語(yǔ)電力系統(tǒng)諧波分析與檢測(cè)目前仍然是一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域，其分析方法已經(jīng)普遍跨越了多種研究領(lǐng)域，眾多分析方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，基于離散小波變換
6、的分析方法也是其中的一個(gè)重要方面。通過(guò)在MATLAB中對(duì)傅立葉變換算法和離散小波變換算法進(jìn)行仿真比較，結(jié)果表明，離散小波分析在電力系統(tǒng)諧波分析中能夠發(fā)揮其重要作用，可以預(yù)計(jì)，隨著小波理論的不斷發(fā)展，其必將在諧波分析與檢測(cè)中發(fā)揮出越來(lái)越大的作用。［參考文獻(xiàn)］［1］亓學(xué)廣.基于FFT和小波變換的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)方法研究［D］.青島：山東科技大學(xué)，2007.［2］梁學(xué)章，何甲興，王新民，等.小波分析［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.［3］胡昌華，張軍波，夏軍，等.基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)——小波分析［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999.收稿日期：20150728作者
7、簡(jiǎn)介：陳曉舟（1967—），男，江蘇無(wú)錫人，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件及計(jì)算機(jī)應(yīng)用。
