基于形态滤波和矩阵束理论的电能质量分析

作     者：许洁 

作者单位：东北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李天云

授予年度：2011年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

主      题：电能质量 数学形态滤波 矩阵束 间谐波 电压闪变 

摘      要：随着电力系统非线性负荷的日趋增加,电能质量问题给电力用户造成的影响日益突出,不断地引起人们越来越多的关注。谐波闪变等稳态扰动产生的影响普遍存在,电压暂升暂降等暂态扰动造成的影响则不断加大。对电网实现综合全面的电能质量在线监测成为保障高质量运行的必要手段,而实现在线监测的基础是合理有效地电能质量检测分析方法。本文重点针对间谐波检测、电压闪变的参数提取和暂态电压扰动辨识等方面进行了深入的研究。研究内容主要有三个: 1.针对日益严重的谐波污染问题,本文将矩阵束理论引入到电力系统间谐波分析中,并给出了间谐波参数的具体辨识方法。该方法克服了基于FFT方法频谱泄漏问题以及小波方法中过分依赖小波基函数选取的缺点,由间谐波信号形成的HANKEL矩阵进行奇异值分解,并结合奇异值差值法确定谐波个数,较准确地提取出间谐波信号的频率、幅值。 2.根据电压闪变信号的间谐波信号特征,将矩阵束与FFT相融合应用于电压闪变信号参数的辨识。首先,FFT去除噪声和间谐波的干扰,然后用矩阵束理论实现调幅波信号的提取,进而得出电压闪变参数。本方法为电压闪变参数的辨识提出了一种新方案。 3.基于不同电压扰动的短窗能量特性,采用一种基于数学形态滤波和能量阈值的暂态电压扰动辨识方法。该方法可以快速识别不同电压信号,并在噪声背景中仍能保持较好的识别效果。 通过对大量的数值仿真以及现场实测数据的分析,验证了本文方法在上述电能质量三个方面应用的可行性和有效性。