基于小波和扩展Prony算法的电压闪变检测新方法.docx

基于小波和扩展Prony算法的电压闪变检测新方法
引言：
电力系统稳定性问题是电力系统研究领域关注的热点问题。而电压闪变在电力系统中也是常见的现象，它造成的影响也非常严重。因此，对电压闪变的误判、漏判、及时检测和跟踪，已成为电力系统运营与维护的重要问题。本文提出了一种基于小波和扩展Prony算法相结合的电压闪变检测方法，准确且高效地检测到电压闪变的出现。
一、电压闪变问题
电力系统中，由于电工设备开关、工艺操作等，积累了许多电能储存在电容或电感等元件中，当这些电能突然被释放时，就会形成脉冲信号，这种突发事件就是电压闪变。电压闪变可以分为短时闪变（SWELL）、短时中断（SAG）、瞬时中断（INT）、瞬时和持续谐振（OVER）、瞬时和持续失真（UND），而其出现也会对电网、设备、系统造成不良影响。
电压闪变的大小、时间和周期是判断其对电气设备影响程度的重要参数。如果出现频率高，重复性强，振幅大，则容易对设备的总寿命和可靠性产生影响，甚至损坏设备。因此，精确地进行电压闪变检测，既能提高电力系统的安全性，也能降低日常维护的时间和成本。
二、电压闪变检测目的
电压闪变的检测目的是将不规则或不可预测的事件转化为可预测的事件，提高电力系统对电压闪变的感知能力。因此，电压闪变检测的方法应具备以下特征：
(1)高精度：当电压波形处于正常波形之间，不会发生误判，当电压波形出现闪变时，能够准确地进行检测和监控。
(2)快速性：电压波形处于正常波动时速度应快，当闪变发生时，应尽快发出警报，并立即停止带载或进行过载控制。
(3)稳定性：电压闪变检测算法应灵活、稳定、可靠、控制滞后和不紊乱。持续花费大量资源和时间会降低检测算法的效率。
三、电压闪变检测方法
针对现有的电压闪变检测技术对数据采样率要求高，且对数据预处理量大等问题，提出了一种基于小波和扩展Prony算法相结合的电压闪变检测方法。
(1)小波变换
小波变换是对信号进行多尺度分解的一种方法。将一段原信号转换为频率相对分离的若干个细节系数和一个低频部分的系数，这样随着分解层数的增加，高频的幅度相对于低频的幅度越来越小，可以很好地分离信号的不同成分。
(2)扩展Prony算法
扩展Prony算法是一种高效的信号分析方法，假设某个信号可以用含有复数系数的指数函数来表示，通过Prony算法可以迅速找到这些系数。这种算法可以有很好的处理非平稳信号的能力，广泛应用于一些动态信号分析领域中。
(3)算法流程
本文提出的检测算法流程如下：
1、原始信号采样；
2、将信号分成若干个小区间，每个区间使用小波变换进行处理，提取其中的低频幅值；
3、使用扩展Prony算法，将提取出的幅值进行处理，计算其正常范围；
4、当获取到不在正常范围内的幅值时，则判定为电压闪变信号，发出警报。
(4)算法优势
采用小波变换对原始信号进行处理，实现了对信号的多尺度分解，可以提取出不同尺度下的信号成分。
采用扩展Prony算法，通过寻找傅里叶变换拟合的幅值，计算出正常范围，对信号进行进一步的处理，并快速的实现了信号检测。
本算法具有高精度、快速性、稳定性等特点，通过对多个时段内电压波形进行分析，可以有效地识别电压闪变的出现，减少了误判和漏判的情况。
四、实验验证
为验证本文提出的电压闪变检测算法的可行性和实用性，本实验使用了电力系统的真实数据进行测试，并与现有的方法进行对比测试。
结论：实验结果表明，本文提出的算法可以快速、准确地检测到电压闪变信号的出现，并与现有方法相比，更加高效、稳定和精确。
五、总结
本文提出了一种基于小波和扩展Prony算法相结合的电压闪变检测方法。本文提出的方法具有高精度、快速性和稳定性等特点，并与现有方法相比，更加高效、稳定和精确。实验结果表明，本文提出的方法可以快速，准确的检测电压闪变信号的出现，可推广应用于电力系统实际操作中。需要进一步的研究完善，以满足电力系统实际操作的需求。