基于复小波和S变换的短时电能质量扰动检测与分类.pdf

四川大学硕士学位论文基于复小波和S变换的短时电能质量扰动检测与分类姓名：刘守亮申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：肖先勇20060501基于复小波和浠坏亩淌钡缒苤柿扰动检测与分类电力系统及其自动化专业研究生刘守亮指导教师肖先勇现代电力系统负荷构成的重大变化以及电力市场化进程的深入凸现了电能质量问题的重要性。解决电能质量问题所需要进行的主要工作是对其进行监测控制和考核规范。而电能质量监测则是其他各项研究工作的前提。近些年来这一问题在国内外已经形成了研究热点。其中短时电能质量扰动作为暂态电能质量问题的主要研究内容因其发生的频繁性、随机性以及对敏感设备的危害性而备受关注已经成为电能质量监测分析的研究重点。探讨和研究如何从海量电能质量监测数据中准确地检测出扰动和正确地进行分类识别的方法是其核心内容也是构建完整的电能质量监测系统的必要步骤和进一步进行电能质量控制的前提条件。本文分析了基于不同方法的短时电能质量扰动研究现状并着重讨论了多种短时电能质量扰动特别是电压凹陷的特性；在此基础上分别提出了基于复小波变换的短时电能质量扰动检测方法基于浠坏娜哦掷嗍侗鸱椒ê偷压凹陷分类分析专家系统。小波变换因具有良好的时频分辨特性适合于分析具有暂态、突变特性的非平稳信号因而在短时电能质量扰动分析尤其是检测分析中得到了广泛的应用。但是小波变换容易受噪声影响实际应用中对检测方法的实时性要求较高目前基于小波的检测方法都难以同时获得满意的噪声鲁棒性和实时性。针对这一问题本文对正交紧支复小波用于抑制噪声和快速检测扰动进行了研究提出了一种复小波的完整、实用的生成方法并结合复小波提供的特有的相位信息构造了多种新型复小波复合信息形式应用算法在不加去噪手段的情况下实现了对短时电能质量扰动的快速准确检测。浠皇切〔ū浠坏囊恢址⒄梗环矫婕坛辛诵〔ū浠皇屎嫌诜治龇瞧据预处理——特征提取——分类器分类”这一分类过程中的部分环节需要另稳信号的优秀时频分辨特性；另外由于将一维时间序列变换为二维的时频矩阵可提供被分析信号包括幅值、相位等在内的丰富而物理意义明确的基础信息为定性考察和定量提取信号的多种时频特征提供了简捷而有力的手段。虽然浠辉诘缒苤柿咳哦掷喾治鲋幸延杏τ茫壳暗姆椒ㄖ皇墙渥魑!笆外采用或者结合其他的方法实现分类。这没有充分利用浠惶峁┑姆岣恍畔ⅲ致使分类过程复杂。本文借鉴数字图像处理技术中的相似度思想提出了换模时频矩阵相似度的概念通过计算未知扰动与标准模时频矩阵之间的相似度按照相似度最大的原则实现扰动分类。该方法直接利用浠坏慕峁大简化了算法研究表明在不同的噪声水平下均能达到满意的分类正确率是一种有效的电能质量扰动分类方法。借助浠涣己玫氖逼当碚饔胩卣魈崛∧芰Γ疚氖状谓湟肓说缪拱陷的分类识别中。基于对各种原因引起的电压凹陷在三相幅值均衡性、凹陷持续阶段的谐波特征、幅值突变次数以及相位跳变等方面的不同特征利用换进行特征量提取并引入幅度因子、谐波增量、幅值突变次数和相位最大增量等量化指标进行定量计算。由此建立判别规则和推理机制形成了基于换的电压凹陷分类分析专家系统。该专家系统全面考虑了短路故障、故障自清除、感应电机启动以及变压器空载激磁等多种原因引起的电压凹陷并采用二十进制转换分类法准确输出结果可扩展性强透明度高。通过仿真和实际算例的评估证明该专家系统具有很好的实用性。最后本文对实测感应电动机和变压器空载激磁两类原因引起的电压凹陷特性做了深入的探讨和总结为今后的研究提供了有益参考。关键词：电能质量短时扰动电压凹陷检测分类复小波变换专家系统’弛琲篍篨轖琣。產：．瓵．．甋鎛琱甋’瑂琻【．．．．．辤琣瑃—瓵．