基于Hilbert和改進Prony的閃變檢測.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Prony的閃變檢測李澤曦（沈陽供電公司，沈陽110003）摘要：電壓波動與閃變是當(dāng)前電能質(zhì)量問題的重要研究對象之一，對其進行有效監(jiān)測，對于電能質(zhì)量治理具有重要意義。提出一種基于Hilbert變換與改進的Prony法的參數(shù)估計法，該方法能準確提取出信號的包絡(luò)線，檢測出調(diào)制分量的幅值、頻率等參數(shù)信息，采用統(tǒng)計排序法計算出短時閃變值Pst。M

2、ATLAB仿真驗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；電壓波動與閃變；改進的Prony法中圖分類號：TM714文獻標識碼：Ａ文章編號：1674-1161(2013)０9-0038-03近年來，隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟的快速發(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變換與改進的Prony法網(wǎng)互聯(lián)和遠距離交直流輸電混合運行使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)參數(shù)估計法，該方法能準確提取出信號的包絡(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，進而導(dǎo)致電能質(zhì)量日益惡化，引起復(fù)雜的電能質(zhì)計排序法計算出短時閃變值Pst。量問題。電壓波動與閃變是電能質(zhì)量的重要問題之2電壓閃變信號模型一。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率電力拖動設(shè)備、電壓閃變是由電網(wǎng)電壓波動引起的，通?？梢詫⒆冾l裝置、電弧爐（交、直流）的波動性、沖擊性以及非工頻電壓看作載波，電壓波動分量看作調(diào)幅波，工頻線性負荷大量增加，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動和閃變、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)濟運行的參數(shù)，便可得到電壓閃變參數(shù)?？啥x電壓閃變信帶來了嚴重危害，也給電力用

4、戶造成了很大的經(jīng)濟損號u（t）的模型為：失。u（t）=u0（1+u1cos2πf1t）cos2πt（1）1波動信號檢測方法式中:u0為工頻載波電壓的幅值；f0工頻載波電壓目前，國內(nèi)外常用的波動信號檢測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、整流檢測法、有效值檢測法等。近年來，出現(xiàn)一頻率。些較新的波動信號檢測方法，如小波變換法、小波包3Hilbert變換檢波法與改進Prony法分析法、基于無功功率理論的變換法、獨立分量分析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°、負頻率分量相移90°的全通濾波器。與是目前分析電壓波動與閃變的強有力工具，其采用多IEC推薦的平方解調(diào)檢測法相比，Hilbert變換檢波法分辨分析，計算復(fù)雜會帶來一定延時，但仍被大量使無需設(shè)計頻帶很嚴格的帶通濾波器，更適合用于檢測用；Teager能量算子法在閃變的低頻部分檢測誤差非閃變信號，因此選擇基于Hilbert變換的檢測算法對常小；平方檢測法在閃變的高頻部分檢測誤差比較電壓波動信號進行檢波。??；而Hilbert變換較前兩種方法在整個閃變頻帶范Prony方法不依賴于特征參數(shù)的初始估計值，將圍內(nèi)

6、檢測誤差小，且檢測的穩(wěn)定性高，可提高檢測的非線性擬合法的問題轉(zhuǎn)換為線性問題來處理，實時性準確度，同時其可以從時域和頻域兩方面同時對信號較高，可為電能質(zhì)量的在線分析提供理論基礎(chǔ)。但傳進行分析，具有小波多分辨的優(yōu)點，能夠準確檢測出統(tǒng)的Prony算法在系統(tǒng)實際階數(shù)辨識以及對非平穩(wěn)突變、電壓閃變等非平穩(wěn)信號的起止時間、頻率和幅信號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和分析中引入擴展Prony作者簡介：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

7、序列構(gòu)造一個樣本矩陣，再利察管理工作。用SVD算法對樣本矩陣進行奇異值分解，得到樣本２０１3年第9期李澤曦：基于Hilbert和改進Prony的閃變檢測39矩陣的有效秩，然后根據(jù)最小二乘法估算信號各頻率電壓閃變、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)。擴展Prony算法能夠辨識出系統(tǒng)有的電壓閃變進行仿真分析。設(shè)定采樣頻率為1000效階數(shù)，得到信號各頻率分量的特征參數(shù)，從而求取出Hz，基波頻率f0取50Hz，采樣點數(shù)為200，采樣時間信號的包絡(luò)。它具有分辨率高、采樣數(shù)據(jù)較少等優(yōu)點，3s。是一種有效的電壓波動和閃變在線檢測和分

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