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采用神经网络的谐波和间谐波检测方法研究

采用神经网络的谐波和间谐波检测方法研究

作者：王好娜重庆大学

学位级别：硕士

随着现代工业的发展,整流器、变频调速装置、电弧炉以及各种力电子设备大量涌入电网。这些负荷的非线性、不平衡性和冲击性,在电网中产生大量谐波及间谐波,对电力系统和电力用户造成很大的危害。与此同时,电力用户对电能质量的要求越来... 详细信息

随着现代工业的发展,整流器、变频调速装置、电弧炉以及各种力电子设备大量涌入电网。这些负荷的非线性、不平衡性和冲击性,在电网中产生大量谐波及间谐波,对电力系统和电力用户造成很大的危害。与此同时,电力用户对电能质量的要求越来越高。因此,准确地进行电力谐波及间谐波检测有重要的意义。本文首先介绍电网谐波及间谐波的产生、危害和抑制,然后对国内外常用的谐波及间谐波分析方法,从计算量、精确度、可靠性、容易实现性、自适应能力、有效范围等方面对这些方法进行综合比较。本文提出了采用神经网络的谐波和间谐波检测方法。具体分述如下:①先对采样信号用BP神经网络进行分析,得到高精度的基波频率。②采用BP神经网络分析基波频率的原理和方法来高精度检测整数次谐波中的基波频率,再利用传统的线性神经网络方法分析整数次谐波。为了更接近实际电网信号,还加入了偶数次谐波和随机噪声。检测精度与加矩形窗和汉宁窗的FFT算法进行比较。③用加汉宁窗的FFT算法对信号预处理,得到间谐波的个数和粗精度的间谐波次数。将所得间谐波个数设定为激励函数参数可调的线性神经网络神经元的个数。以预处理所得的粗精度间谐波次数为依据,来设定激励函数参数可调的线性神经网络中间谐波次数迭代的初始值。④用激励函数参数可调的线性神经网络,即将谐波次数、幅值和相位共同作为线性神经网络的权值参与学习调整,实现间谐波的高精度检测。并分析了随机噪声环境中的检测效果。检测精度与加矩形窗和汉宁窗的FFT算法进行比较。为了验证本文提出的采用神经网络的谐波和间谐波检测方法,在Matlab软件环境中编写程序进行了仿真研究。仿真结果表明本文提出的电力系统谐波和间谐波检测方法具有较高的检测精度,自适应能力较强。理论分析和仿真结果都表明了该方法的可行性和有效性。整数次谐波检测时,检测偶数次谐波的优势更明显。间谐波检测时,检测与偶数次谐波比较接近的间谐波的优势更明显,尤其是与偶数次谐波比较接近的间谐波的频率检测。本文虽然仅对电网信号的1～11次谐波和间谐波进行了训练和测试,但其原理和方法也适合含更高次谐波及间谐波的电网信号。

关键词：谐波检测间谐波检测线性神经网络 BP神经网络 Matlab仿真

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基于前馈神经网络的电网基波高精度检测

电网技术 2011年第8期35卷 124-128页

作者：王勇付志红张淮清王好娜侯兴哲输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400030 国家电网公司电能计量器具性能评估实验室重庆市渝北区401123

电网基波是电能计量和电能质量评估的重要指标,提出了基于前馈神经网络的电网基波频率和幅值的高精度检测方法。根据数学推导得出:正弦信号过零点与其两侧对称两点的连线与时间轴交点的时间差,同频率满足单调关系,但并非严格的线性关系... 详细信息

电网基波是电能计量和电能质量评估的重要指标,提出了基于前馈神经网络的电网基波频率和幅值的高精度检测方法。根据数学推导得出:正弦信号过零点与其两侧对称两点的连线与时间轴交点的时间差,同频率满足单调关系,但并非严格的线性关系,而且与幅值无关,据此用前馈神经网络建立该时间差与频率的映射关系。Matlab仿真表明,提出的算法对频率的检测精度达到10?4级,幅值的检测精度高达10?5级,远远高于快速傅里叶变换和Hanning窗的插值算法;随机噪声和谐波对前馈神经网络测量精度的影响很小,该算法具有较强的抗干扰能力。

关键词：电网基波前馈神经网络基波频率基波幅值

基于BP神经网络和线性神经网络的间谐波分析方法

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高压电器 2013年第2期49卷 19-24页

作者：王好娜毕志周付志红李春燕广东电网公司惠州供电局惠州516001 云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院昆明650217 重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

传统的线性神经网络,其激励函数是固定函数,所以不能对间谐波的频率进行调整,而基波频率微小的偏差将导致谐波检测出现较大的误差。笔者在采用BP神经网络的高精度基波检测的基础之上,采用激励函数参数可调的线性神经网络来分析间谐波。... 详细信息

传统的线性神经网络,其激励函数是固定函数,所以不能对间谐波的频率进行调整,而基波频率微小的偏差将导致谐波检测出现较大的误差。笔者在采用BP神经网络的高精度基波检测的基础之上,采用激励函数参数可调的线性神经网络来分析间谐波。理论分析和仿真结果都表明,无论有没有噪声,文中提出的方法都具有较高的检测精度,自适应能力较强,其中检测与偶数次谐波比较接近的间谐波的优势更明显。

关键词：间谐波检测线性神经网络 BP神经网络

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滤波器-神经网络的谐波检测方法

电力系统保护与控制 2011年第12期39卷 42-47页

作者：张谦王好娜付志红侯兴哲王勇重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030 重庆电力科学试验研究院重庆401123

电网谐波的高精度检测是电能计量和电能质量评估的基础。针对神经网络的谐波检测算法中,计算精度受基波频率精度影响较大的问题,提出用数字滤波结合牛顿反插值算法得到高精度的基波频率,然后用线性神经网络算法检测电力系统各次谐波的... 详细信息

电网谐波的高精度检测是电能计量和电能质量评估的基础。针对神经网络的谐波检测算法中,计算精度受基波频率精度影响较大的问题,提出用数字滤波结合牛顿反插值算法得到高精度的基波频率,然后用线性神经网络算法检测电力系统各次谐波的频率、幅值和相位。计算结果表明,该算法在频率波动和白噪声干扰的情况下,依然能得到高精度的谐波参数信息,其精度远高于FFT算法与加汉宁窗的FFT算法,在电力系统谐波测量中有一定的应用价值。

关键词：谐波分析人工神经网络数字滤波牛顿插值汉宁窗

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两例典型大停电事故对地区电网规划的启示

广东电力 2015年第7期28卷 50-54页

作者：马龙义王好娜广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516003

以惠州电网2010年7月19日停电事故和深圳电网2012年4月10日停电事故为例,分析了电网结构对停电事故的影响。针对停电事故区域的电网结构和运行方式特点阐述了事故产生原因和处理过程,对比两起事故的共同点和差异,对电网薄弱环节进行探... 详细信息

以惠州电网2010年7月19日停电事故和深圳电网2012年4月10日停电事故为例,分析了电网结构对停电事故的影响。针对停电事故区域的电网结构和运行方式特点阐述了事故产生原因和处理过程,对比两起事故的共同点和差异,对电网薄弱环节进行探讨。从电网结构、500 kV变电站的220 kV母线接线方式、旁路母线、备自投配置等方面分析如何从规划源头上降低大停电发生的风险和带来的损失,并结合实际工作提出了相关建议。

关键词：大停电电网规划电网结构地区电网主接线

基于开源软件InterPSS的最临近功率极限求解

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华电技术 2015年第9期37卷 1-4,7页

作者：马龙义曹敏付志红王好娜广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516003 云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院昆明650217 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

提出了基于开源电力系统分析软件InterPSS求解最临近功率极限的方法。利用InterPSS提供的应用程序编程接口(API),用Java语言编写改进负荷导纳模型法的扩展程序,并实现与InterPSS潮流计算程序的接口,能快速求解某一增长方向的功率极限。... 详细信息

提出了基于开源电力系统分析软件InterPSS求解最临近功率极限的方法。利用InterPSS提供的应用程序编程接口(API),用Java语言编写改进负荷导纳模型法的扩展程序,并实现与InterPSS潮流计算程序的接口,能快速求解某一增长方向的功率极限。在此基础上,考虑实际系统的负荷增长约束因素,提出了考虑负荷增长约束的最临近功率极限求解模型,并实现了该模型的求解。IEEE118节点算例系统和实际系统算例分析表明,扩展方法和实现过程正确,分析结果与工程实际吻合。

关键词：开源软件 InterPSS 负荷导纳模型法最临近功率极限

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基于改进的神经网络高精度谐波分析方法

低压电器 2011年第8期 26-30页

作者：王好娜付志红侯兴哲张淮清王勇重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030 重庆电力科学试验研究院重庆401123

通过滤波器和牛顿插值算法,得到了高精度的基波频率;用改进的线性人工神经网络方法进行谐波测量;给出了该方法用于谐波分析的算例。仿真结果表明:该方法在系统频率波动时,依然能得到高精度的谐波分析信息,其精度远高于快速傅里叶算法与... 详细信息

通过滤波器和牛顿插值算法,得到了高精度的基波频率;用改进的线性人工神经网络方法进行谐波测量;给出了该方法用于谐波分析的算例。仿真结果表明:该方法在系统频率波动时,依然能得到高精度的谐波分析信息,其精度远高于快速傅里叶算法与加汉宁窗的傅里叶算法,在电力系统谐波分析中有一定的应用价值。

关键词：人工神经网络谐波分析电力牛顿插值

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采用改进的粒子群算法进行无功优化

电器与能效管理技术 2016年第7期 22-25页

作者：王好娜马龙义付志红广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516001 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点试验室重庆400030

针对电力系统中具有高度复杂约束条件的无功优化问题,提出一种改进的粒子群算法(IPSO)。根据粒子适应度确定粒子的速度范围,对全局最优的粒子进行克隆和变异,然后用疫苗接种算法种群中的较差粒子,有效地抑制了遗传算法在进化过程中出现... 详细信息

针对电力系统中具有高度复杂约束条件的无功优化问题,提出一种改进的粒子群算法(IPSO)。根据粒子适应度确定粒子的速度范围,对全局最优的粒子进行克隆和变异,然后用疫苗接种算法种群中的较差粒子,有效地抑制了遗传算法在进化过程中出现的退化现象,能够提高粒子的质量,提高算法的收敛速度。对IEEE 57节点系统中的57个节点,用MATLAB进行实例分析,与遗传算法和标准粒子群算法相比,所提算法在搜索能力、收敛精度、收敛速度方面都有一定程度的提高,有效降低了电力系统无功损耗,优化了系统电压。

关键词：无功优化改进的粒子群算法速度范围接种疫苗 IEEE 57节点系统

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基于单片机的智能漏电报警系统设计

广东电力 2016年第6期29卷 30-34页

作者：王好娜马龙义付志红广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516001 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400030

以漏电保护技术为主要研究对象,设计了一款基于STC12C5410AD单片机的智能漏电报警系统。系统采用伟福E6000和KEIL C语言编写程序,将现场总线技术应用于电力系统的网络管理,将I2C总线技术应用于模块化电路设计,将32位单片机配合高集成度... 详细信息

以漏电保护技术为主要研究对象,设计了一款基于STC12C5410AD单片机的智能漏电报警系统。系统采用伟福E6000和KEIL C语言编写程序,将现场总线技术应用于电力系统的网络管理,将I2C总线技术应用于模块化电路设计,将32位单片机配合高集成度的可编程外围接口电路构成高精度的监测单元,实现了软件部分功能设计,并在实验过程中初步形成了样品。该系统抗干扰能力强,灵敏度高,可自动控制、自动报警,成本低。

关键词：漏电自动报警保护器智能 KEIL C语言单片机