【摘要】：隨著新能源的廣泛使用,大量的非線性電力電子、新能源發(fā)電裝置和沖擊性負(fù)荷接入電網(wǎng),電能質(zhì)量問題變得日益嚴(yán)重。電能質(zhì)量問題得到了廣泛的關(guān)注和研究,對(duì)電能質(zhì)量擾動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)是改善和控制電能質(zhì)量的前提。信號(hào)處理方法是電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)廣泛應(yīng)用的方法。然而,傳統(tǒng)的電力信號(hào)分析方法如小波、HHT等在抗噪性、穩(wěn)定性和抗模態(tài)混疊能力等方面不能兼顧。本文所述的SST算法在抗模態(tài)混疊和抗噪方面能夠兼顧,優(yōu)勢(shì)更突出。本文將同步擠壓小波變換(synchrosqueezing wavelet transform,SST)這一新的時(shí)頻分析工具引入電能質(zhì)量擾動(dòng)分析中,研究利用SST對(duì)電能質(zhì)量擾動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)分析,主要內(nèi)容包括:1)針對(duì)傳統(tǒng)的電能質(zhì)量擾動(dòng)分析的時(shí)頻分析方法易受噪聲的影響的問題,研究了SST在電能質(zhì)量分析中的抗噪性、適用性和提高檢測(cè)精度的可能性。IEC標(biāo)準(zhǔn)中要求電網(wǎng)中供給用戶的電力信號(hào)的容許信噪比最小為20 dB,利用小波變換檢測(cè)擾動(dòng)信號(hào)時(shí),當(dāng)信噪比大于35 dB時(shí)檢測(cè)精度高,當(dāng)下降至30 dB時(shí),檢測(cè)精度大幅下降,而本文的SST方法在20db時(shí)能準(zhǔn)確提取擾動(dòng)信號(hào),與小波、HHT相比其抗噪性更強(qiáng)。SST作為小波變換的改進(jìn),通過對(duì)連續(xù)小波變換后的系數(shù)在頻率域進(jìn)行擠壓,其時(shí)頻聚焦能力更強(qiáng),且可逆,通過仿真和實(shí)驗(yàn)證明SST對(duì)電能質(zhì)量擾動(dòng)的檢測(cè)效果優(yōu)于小波和EMD。2)針對(duì)SST的端點(diǎn)問題,引入ARMA算法對(duì)端點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行延拓,改善端點(diǎn)部分的SST分解誤差。利用ARMA算法對(duì)待分析數(shù)據(jù)的兩端進(jìn)行左右預(yù)測(cè)延拓,通過多個(gè)仿真算例和實(shí)際數(shù)據(jù)說明ARMA延拓能夠改善SST端點(diǎn)問題。3)為了更好的檢測(cè)電能質(zhì)量擾動(dòng),對(duì)SST的時(shí)頻特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明SST對(duì)信號(hào)的分析結(jié)果和小波一樣,也受小波基函數(shù)的選擇及小波基函數(shù)參數(shù)選擇的影響。通過選擇不同的小波基和恰當(dāng)?shù)男〔ɑ鶇?shù),SST檢測(cè)結(jié)果和小波基無關(guān)。文中選擇Morlet小波作為小波母函數(shù),仿真結(jié)果表明,不同的中心頻率和帶寬參數(shù)對(duì)分析結(jié)果影響比較大。并不是帶寬參數(shù)和中心頻率越大越好,帶寬參數(shù)和中心頻率與待分析的信號(hào)相匹配時(shí),檢測(cè)效果最好。4)針對(duì)間諧波對(duì)時(shí)頻分析精度要求高,隨機(jī)性強(qiáng)、頻譜范圍寬等難以檢測(cè)的問題,本文提出基于最小Shannon熵原則選擇SST的小波基參數(shù),提高SST的時(shí)頻分辨能力,進(jìn)而提高間諧波的檢測(cè)精度。利用同步擠壓小波變換的系數(shù)計(jì)算Shannon熵值,找到最小的熵值,即認(rèn)為和原始信號(hào)最匹配的,此時(shí)SST的時(shí)頻分析能力和沒有利用Shannon熵值優(yōu)化時(shí)相比較,其能力更強(qiáng),檢測(cè)間諧波的效果更好。
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM711
【圖文】：

式（2-21）表明由小波系數(shù)得到的瞬時(shí)頻率 f 差很小。從式（2-22）知，SST 重構(gòu)的分量 ~fk的的第k 個(gè)分量 f(t)k。其重構(gòu)的過程如圖 2.5 所 個(gè)分量 的瞬時(shí)頻率及其附近的頻帶，根據(jù)頻帶范圍的同步擠壓小波系數(shù)進(jìn)行累加就是對(duì)。a)第 K 個(gè)分量頻率及其脊附近的指數(shù)頻帶

morlet小波時(shí)域波形圖

morlet小波頻域波形圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2758810