基于S變換簡(jiǎn)化算法的電壓驟變檢測(cè)方法及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，各類(lèi)非線性負(fù)荷日益增多，引起了一系列電能質(zhì)量問(wèn)題。由于電壓驟變發(fā)生頻率高，影響范圍大，不斷危害用電設(shè)備運(yùn)行安全，電壓驟變問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注。電壓驟變是電能質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，其特征量的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量十分重要，對(duì)復(fù)雜的電網(wǎng)信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻特征參數(shù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確分析，是研究電能質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生根源、改善和治理的關(guān)鍵依據(jù)。因此，研究電壓驟變實(shí)時(shí)檢測(cè)算法，探索時(shí)頻分析方法簡(jiǎn)化機(jī)制，結(jié)合嵌入式裝置形成快速準(zhǔn)確的電壓驟變檢測(cè)系統(tǒng)，具有重要的

2、理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　首先，本文闡述了電壓驟變基本概念、危害及其產(chǎn)生的原因，介紹了目前電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。分析了國(guó)內(nèi)外電壓驟變檢測(cè)經(jīng)典方法和時(shí)頻分析方法的特點(diǎn)和不足，引出S變換在特征參數(shù)時(shí)頻分析的優(yōu)勢(shì)和改進(jìn)空間。
　　其次，開(kāi)展了S變換簡(jiǎn)化算法的研究，提出基于特征頻率信息的S變換簡(jiǎn)化算法，其原理是利用FFT頻譜二次極值算法形成頻率點(diǎn)簡(jiǎn)化機(jī)制；同時(shí)深入研究了基于該算法的電壓驟變檢測(cè)方法，提出基頻幅值差分曲線的

3、極值寬度判斷法，提高了起止時(shí)間檢測(cè)準(zhǔn)確度。
　　分析了S變換在電壓驟變檢測(cè)中因時(shí)頻分辨率不足而導(dǎo)致檢測(cè)誤差較大的缺陷，由此本文提出一種基于S變換簡(jiǎn)化算法的窗系數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化快速檢測(cè)方法。該方法通過(guò)引入新的窗寬調(diào)節(jié)系數(shù)構(gòu)成自適應(yīng)改進(jìn)S變換，利用時(shí)間分段插值法自適應(yīng)調(diào)節(jié)優(yōu)化窗系數(shù)。文中給出了該方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程及與S變換的運(yùn)算量比較分析，表明運(yùn)算量大大減少，適用于嵌入式實(shí)現(xiàn)；通過(guò)在多種干擾和白噪聲影響等情況下進(jìn)行仿真，仿真實(shí)驗(yàn)表明，該方法檢

4、測(cè)誤差小、抗噪性好、可靠性高。
　　接著，根據(jù)算法應(yīng)用和實(shí)際項(xiàng)目需求，設(shè)計(jì)了一款基于ADC+DSP架構(gòu)的電壓驟變檢測(cè)系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了信號(hào)調(diào)理和數(shù)據(jù)采集、ADC與 DSP系統(tǒng)、電源、通信接口等模塊的硬件設(shè)計(jì)，通過(guò)TI-RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)完成檢測(cè)方法的應(yīng)用，給出具體模塊程序設(shè)計(jì)和系統(tǒng)自舉啟動(dòng)設(shè)計(jì)。
　　最后，分析了該系統(tǒng)的可靠性和誤差來(lái)源，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)，結(jié)果表明，該系統(tǒng)能滿足電力系統(tǒng)中電壓驟變檢測(cè)的準(zhǔn)確、快速檢測(cè)要求，