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基于改进HHT与改进S变换相结合的电能质量扰动检测仿真分析
随着电力行业的迅速发展，电气设备数量的迅速增长，电能质量问题已经引起了越来越多的关注。因此，对电能质量的监测与检测变得越来越重要。本文基于改进的Hilbert-Huang变换（HHT）与改进的S变换相结合，对电能质量扰动进行了仿真分析。
1.电能质量扰动的概述
电能质量扰动是指电能传输和使用过程中出现的电压和电流的异常变化，如电压暂降、短时间隙、谐波和闪变等。它会对电力系统的稳定性和可靠性产生严重的影响，甚至会引起设备损坏和生产事故。
目前，电能质量扰动检测的方法主要有时域分析、频域分析和小波分析等。时域分析适用于短时变化的检测，频域分析适用于周期性变化的检测，小波分析可以同时考虑时域和频域的特性。
2.改进HHT与改进S变换的原理
Hilbert-Huang变换（HHT）是一种神经网络信号处理方法，能够将非线性和非平稳信号分解成若干个固有模态函数（IMF）。IMF是一个满足两个条件的函数，即：对于任意数据序列，其IMF都可以唯一分解，且IMF的均值为零。
改进的HHT在传统HHT方法的基础上增加了阈值控制和优化的IMF提取算法，通过降低噪声对分解信号的影响，提高了IMF分解的准确性。
S变换是一种新型的时频分析方法，与传统的时频分析方法相比，能够更好地处理非平稳性和非线性性信号的时频分布信息。S变换的核心是把信号中的每个时刻都看作一个复数，并以此建立函数的复数形式。
改进的S变换增加了加权修正因子和自适应阈值控制机制，通过增强频域分析的精度，提高了信号的时频分析的准确性。
3.仿真实验设计
本文选取了两种典型的电能质量扰动，即瞬时电压暂降和谐波扰动，对比分析了改进的HHT与改进的S变换的检测效果。
实验选取了一段实际电力系统的电压信号，并进行了预处理，包括去噪、降采样和归一化处理。然后，分别采用传统的HHT与S变换，以及改进的HHT与S变换对信号进行分析，得到对应的时频分布图和IMF模态函数。
最后，对比分析了不同方法的检测结果，包括准确性、灵敏度和稳定性等指标。
4.仿真实验结果分析
实验结果表明，改进的HHT与改进的S变换相结合，能够更好地实现对电能质量扰动的检测。其主要表现在以下几个方面：
1）能够更精细地提取IMF模态函数，减少了噪声对信号的影响。
2）能够更准确地提取信号的时序和频率分布特征，提高了时频分析的精度。
3）能够更快速地处理大量数据，满足电力系统实时数据分析的需求。
综上所述，改进的HHT与改进的S变换相结合，为电能质量扰动的检测提供了一种有效的方法。在未来的电力系统监测与控制中，可以采用这种方法来实现快速、准确和稳定的检测。