電能質(zhì)量擾動信號的壓縮感知研究.pdf

1、隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新興的電力電子設(shè)備和大量非線性負荷接入到電網(wǎng)中，導(dǎo)致電網(wǎng)中的電能受到了污染，使得電能質(zhì)量問題的出現(xiàn)越來越頻繁，同時電能質(zhì)量問題也得到了更加廣泛的關(guān)注。為了解決電能質(zhì)量問題，必須先對電能質(zhì)量信號數(shù)據(jù)進行分析檢測與分類，才能夠進行下一步有針對性的治理。但是以往的電能質(zhì)量處理分析過程都是基于Nyquist采樣定理即先對電能質(zhì)量信號進行采集、壓縮、傳輸、解壓縮后，再進行信號處理，而這樣往往會產(chǎn)生大量的

2、數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)的存儲造成很大的壓力，過程也相對較為復(fù)雜。壓縮感知理論是近年新興的理論，其突破了Nyquist采樣定理的框架，通過對原始信號的壓縮采樣得到少量的測量信號，就能夠恢復(fù)重構(gòu)出原始信號，大大緩解了存儲空間的壓力，降低了計算的復(fù)雜度。
　　本文主要工作是壓縮感知理論在電能質(zhì)量問題上的應(yīng)用，主要的研究工作如下:
　　(1)根據(jù)IEEE的電能質(zhì)量標準，構(gòu)造了6類常見電能質(zhì)量擾動信號的數(shù)學(xué)模型，并且通過傅里葉變換域和離散余弦變

3、換域驗證了這6類擾動信號的稀疏性。
　　(2)針對傳統(tǒng)測量矩陣的計算復(fù)雜度高，硬件實現(xiàn)復(fù)雜等問題構(gòu)造了兩個計算復(fù)雜度低，硬件實現(xiàn)較為簡單，具有結(jié)構(gòu)化特征的測量矩陣:簡單確定性矩陣和稀疏循環(huán)矩陣，并通過仿真實驗證明其可行性，且實驗結(jié)果表明其重構(gòu)效果略優(yōu)于傳統(tǒng)的隨機測量矩陣。
　　(3)采用一種基于壓縮感知理論的諧波檢測方法，通過對未知的諧波信號進行觀測，再進行稀疏求解，最后得到諧波信號中各次諧波信息，通過仿真驗證了其有效性和準