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基于小波变换的配电网电压扰动辨识及检测研究
摘要：
本文通过小波变换技术对配电网中电压扰动的辨识和检测进行了研究，提出了一种新的基于小波变换的电压扰动检测方法。首先，利用小波变换处理得到原始电压信号的小波系数，得到不同尺度下的信号信息。然后，根据不同尺度下的信号信息，来分析电压扰动的时频特性，从而得到电压扰动的特征。最后，将得到的特征与预设的阈值进行比较，以实现配电网电压扰动的自动检测。
关键词：小波变换；电压扰动；时频特性
1.引言
在现代城市中，电力系统稳定运行对于城市的发展和安全至关重要。但是，在配电网运行中，由于各种因素的影响，如天气因素、负荷变化等等，都会引起电压扰动。因此，正确的电压扰动辨识和检测方法对于保证电力系统的稳定运行具有重要意义。
传统的电压扰动检测方法通常是基于时频分析方法，但是这些方法的检测效果不够准确和稳定。同时，随着小波分析技术的发展，小波分析技术因其对信号的误差处理能力和局部频域分析的能力，得到了广泛的应用。
本文主要介绍了一种基于小波变换的电压扰动辨识和检测方法。方法主要包括对原始电压信号的小波分解、分析时频特性、提取特征和比对阈值等步骤。实验结果表明，该方法对于配电网电压扰动的检测准确率较高。
2.小波变换概述
小波分析是一种局部分析技术，与傅里叶变换和小波变换在分析频域分解方面的不同之处在于小波函数具有本地性，适用于解决信号中瞬时事件的检测问题。在小波分析中，我们一般采用小波基函数，将信号分解成不同频带的小波系数。
小波变换将信号分解成包含频率和时间信息的小波系数。对于一定的大波带宽和短时窗口，小波分析可以更准确地分析不同频率分量的信号波形。
在电力系统中，小波分析可以应用在配电网的电压波形分析中。特别地，在电压扰动分析中，小波变换被广泛应用在电压波形分解和分析的过程中，从而更好地分析电压扰动的特征及时域和频域信息。
3.基于小波变换的电压扰动检测方法
本文提出的基于小波变换的电压扰动检测方法主要包含以下几个步骤。
3.1数据准备
首先，需要准备电压信号的测量数据。这些数据可以通过配电网的监测设备获得。对于配电网电压扰动的分析，我们需要得到某一段时间的电压数据。
3.2应用小波变换
在对原始电压信号应用小波变换之前，我们需要先将信号进行滤波处理，以削弱信号中部分高频噪声的影响。然后，我们可以应用小波变换对信号进行分解，得到一个小波系数的序列。在本文实验中，我们使用了db4小波函数，得到了电压信号的小波系数。
3.3时频特性分析
得到小波系数后，需要进行不同尺度的分析，以了解电压扰动的时频特性。这可以通过对小波系数的幅度和相位进行分析来实现。在不同的尺度下，我们可以得到不同的特征，从而可以进一步分析电压扰动的时频特性。
3.4特征提取
针对所得到的时频特性，可以得到反映电压扰动特征的一些特征值。这些特征值可以用来描述电压扰动的幅值、持续时间等特性。在本文中，我们采用了极值和平均功率来表示电压扰动的特征。
3.5阈值判定
最后，我们需要将所得到的特征值和预设的阈值进行比较，以实现电压扰动的自动检测。如果检测到电压扰动的特征值超过了预设的阈值，则认为电压扰动出现，需要提醒维护人员及时处理。
4.实验结果
本文的实验采用Matlab软件工具进行编程实现。我们使用了来自中国南方电网公司的配电网电压扰动测量数据，进行了基于小波变换的电压扰动检测实验。实验结果表明，本文提出的方法能够有效地检测出配电网中的电压扰动，并且检测效果较好。
5.结论
本文研究了一种基于小波变换的电压扰动检测方法，该方法可以有效地检测配电网中的电压扰动。小波分析技术因其对信号的误差处理能力和局部频域分析的特点，可以更好地分析电压扰动的特征及其时频特性。在实验中，我们发现，基于小波变换的电压扰动检测方法具有较好的检测准确率和稳定性，对于保证电力系统的稳定运行具有很好的应用前景。