基于Hilbert和改進(jìn)Prony的閃變檢測(cè).pdf

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1、第9期總第２31期農(nóng)業(yè)科技與裝備Ｎｏ．9ＴｏｔａｌＮｏ．２31２０１3年9月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔSep．２０１3基于Hilbert和改進(jìn)Prony的閃變檢測(cè)李澤曦（沈陽供電公司，沈陽110003）摘要：電壓波動(dòng)與閃變是當(dāng)前電能質(zhì)量問題的重要研究對(duì)象之一，對(duì)其進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，對(duì)于電能質(zhì)量治理具有重要意義。提出一種基于Hilbert變換與改進(jìn)的Prony法的參數(shù)估計(jì)法，該方法能準(zhǔn)確提取出信號(hào)的包絡(luò)線，檢測(cè)出調(diào)制分量的幅值、頻率等參數(shù)信息，采用統(tǒng)計(jì)排序法計(jì)算出短時(shí)閃變值Pst。M

2、ATLAB仿真驗(yàn)證了該算法的有效性與精確性。關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；Hilbert變換；電壓波動(dòng)與閃變；改進(jìn)的Prony法中圖分類號(hào)：TM714文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：1674-1161(2013)０9-0038-03近年來，隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，值信息。FACTS裝置等設(shè)備大量應(yīng)用于電力系統(tǒng)，加上大電現(xiàn)提出一種基于Hilbert變換與改進(jìn)的Prony法網(wǎng)互聯(lián)和遠(yuǎn)距離交直流輸電混合運(yùn)行使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)參數(shù)估計(jì)法，該方法能準(zhǔn)確提取出信號(hào)的包絡(luò)線，檢生了根本性變化，使得電力系統(tǒng)的干擾成分不斷增測(cè)出調(diào)制分量的幅值、頻率等參數(shù)信息，最后采用

3、統(tǒng)加，進(jìn)而導(dǎo)致電能質(zhì)量日益惡化，引起復(fù)雜的電能質(zhì)計(jì)排序法計(jì)算出短時(shí)閃變值Pst。量問題。電壓波動(dòng)與閃變是電能質(zhì)量的重要問題之2電壓閃變信號(hào)模型一。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率電力拖動(dòng)設(shè)備、電壓閃變是由電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起的，通常可以將變頻裝置、電弧爐（交、直流）的波動(dòng)性、沖擊性以及非工頻電壓看作載波，電壓波動(dòng)分量看作調(diào)幅波，工頻線性負(fù)荷大量增加，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動(dòng)和閃變、電壓的均方根值受調(diào)幅波的調(diào)制。因此，求取調(diào)幅波諧波和間諧波等，給電力系統(tǒng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的參數(shù)，便可得到電壓閃變參數(shù)?？啥x電壓閃變信帶來了嚴(yán)重危害，也給電力用

4、戶造成了很大的經(jīng)濟(jì)損號(hào)u（t）的模型為：失。u（t）=u0（1+u1cos2πf1t）cos2πt（1）1波動(dòng)信號(hào)檢測(cè)方法式中:u0為工頻載波電壓的幅值；f0工頻載波電壓目前，國(guó)內(nèi)外常用的波動(dòng)信號(hào)檢測(cè)方法有平方解的頻率；u1為調(diào)幅波電壓的幅值；f1為調(diào)幅波電壓的調(diào)法、整流檢測(cè)法、有效值檢測(cè)法等。近年來，出現(xiàn)一頻率。些較新的波動(dòng)信號(hào)檢測(cè)方法，如小波變換法、小波包3Hilbert變換檢波法與改進(jìn)Prony法分析法、基于無功功率理論的變換法、獨(dú)立分量分析Hilbert變換可以看作是幅頻特性為1、正頻率分法、Teager能量算子法、Hiber

5、t變換法等。小波變換法量相移-90°、負(fù)頻率分量相移90°的全通濾波器。與是目前分析電壓波動(dòng)與閃變的強(qiáng)有力工具，其采用多IEC推薦的平方解調(diào)檢測(cè)法相比，Hilbert變換檢波法分辨分析，計(jì)算復(fù)雜會(huì)帶來一定延時(shí)，但仍被大量使無需設(shè)計(jì)頻帶很嚴(yán)格的帶通濾波器，更適合用于檢測(cè)用；Teager能量算子法在閃變的低頻部分檢測(cè)誤差非閃變信號(hào)，因此選擇基于Hilbert變換的檢測(cè)算法對(duì)常??；平方檢測(cè)法在閃變的高頻部分檢測(cè)誤差比較電壓波動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢波。??；而Hilbert變換較前兩種方法在整個(gè)閃變頻帶范Prony方法不依賴于特征參數(shù)的初始估計(jì)值，將圍內(nèi)

6、檢測(cè)誤差小，且檢測(cè)的穩(wěn)定性高，可提高檢測(cè)的非線性擬合法的問題轉(zhuǎn)換為線性問題來處理，實(shí)時(shí)性準(zhǔn)確度，同時(shí)其可以從時(shí)域和頻域兩方面同時(shí)對(duì)信號(hào)較高，可為電能質(zhì)量的在線分析提供理論基礎(chǔ)。但傳進(jìn)行分析，具有小波多分辨的優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出統(tǒng)的Prony算法在系統(tǒng)實(shí)際階數(shù)辨識(shí)以及對(duì)非平穩(wěn)突變、電壓閃變等非平穩(wěn)信號(hào)的起止時(shí)間、頻率和幅信號(hào)的擬合能力等方面存在缺陷，電能質(zhì)量分析的效果往往不夠理想。收稿日期：2013-08-01在電壓閃變的在線檢測(cè)和分析中引入擴(kuò)展Prony作者簡(jiǎn)介：李澤曦（1983—），男，工程師，從事電力企業(yè)安全監(jiān)算法。首先由輸入信號(hào)

7、序列構(gòu)造一個(gè)樣本矩陣，再利察管理工作。用SVD算法對(duì)樣本矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到樣本２０１3年第9期李澤曦：基于Hilbert和改進(jìn)Prony的閃變檢測(cè)39矩陣的有效秩，然后根據(jù)最小二乘法估算信號(hào)各頻率電壓閃變、多頻率調(diào)制電壓閃變以及幅值變化情形下分量的特征參數(shù)。擴(kuò)展Prony算法能夠辨識(shí)出系統(tǒng)有的電壓閃變進(jìn)行仿真分析。設(shè)定采樣頻率為1000效階數(shù)，得到信號(hào)各頻率分量的特征參數(shù)，從而求取出Hz，基波頻率f0取50Hz，采樣點(diǎn)數(shù)為200，采樣時(shí)間信號(hào)的包絡(luò)。它具有分辨率高、采樣數(shù)據(jù)較少等優(yōu)點(diǎn)，3s。是一種有效的電壓波動(dòng)和閃變?cè)诰€檢測(cè)和分

8、析方法。1）電壓閃變信號(hào)取單一頻率引起的幅值調(diào)制電電壓閃變檢測(cè)中，擴(kuò)展Prony算法具體步驟描述壓信號(hào)為:如下:u（t）=7.07×[1+0.2cos（2π·8.8t）]cos（2π·50t）（5）1）由輸入信號(hào)序列計(jì)算