小波變換暫態(tài)電能質(zhì)量分析及DSP實(shí)現(xiàn).pdf

1、電能作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、清潔方便且容易控制和轉(zhuǎn)換的二次能源，已成為全世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生活的重要基礎(chǔ)。與此同時(shí)，我們看到當(dāng)代電力系統(tǒng)的電網(wǎng)和負(fù)荷構(gòu)成出現(xiàn)了新變化。一方面，電力網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)張，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電力電子新技術(shù)（FACTS：TCSC、SVC、HVDC、Cus-Pow）在電力系統(tǒng)的應(yīng)用，使得對(duì)系統(tǒng)可靠性要求更高。另一方面，高科技含量的器件、設(shè)備與技術(shù)（如微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等），或由它們構(gòu)成的數(shù)字自動(dòng)化生產(chǎn)線，

2、相對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備與負(fù)荷而言，對(duì)電力擾動(dòng)的敏感性更加突出，劣質(zhì)電能產(chǎn)生的影響日益嚴(yán)重，尤其是原本就已存在卻不以為然的電壓暫降等暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題也突顯出來(lái)。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量分析常用傅立葉變換方法，是基于有效值理論，已不適合處理非平穩(wěn)的暫態(tài)電能質(zhì)量信號(hào)。因此采用新的分析方法，對(duì)暫態(tài)電能質(zhì)量進(jìn)行正確的檢測(cè)、分析和評(píng)估就顯得十分必要。 本文從電能質(zhì)量定義和國(guó)內(nèi)外電能質(zhì)量研究現(xiàn)狀出發(fā)，分析了目前暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題引起廣泛關(guān)注的原因，著重對(duì)暫態(tài)

3、電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)特點(diǎn)，暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)分析方法，擾動(dòng)時(shí)間定位及硬件實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了深入研究。主要內(nèi)容有： 1、結(jié)合電力系統(tǒng)背景，系統(tǒng)地分析了電能質(zhì)量問(wèn)題的分類(lèi)、產(chǎn)生原因、研究背景、主要分析方法及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并系統(tǒng)地建立了暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)的模型，準(zhǔn)確地描述了暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題的研究對(duì)象并探求暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題的解決方法。 2、對(duì)Daubechies系列小波暫態(tài)電能質(zhì)量分析性能進(jìn)行詳細(xì)比較，分析了Daubechies系列

4、小波隨階數(shù)“N”增大，時(shí)頻域分析特性的遞變規(guī)律。在此基礎(chǔ)上歸納了用于電能質(zhì)量綜合性能分析與評(píng)估的小波函數(shù)選取原則。 3、首次對(duì)電能質(zhì)量分析中的小波穩(wěn)態(tài)信號(hào)與暫態(tài)信號(hào)的分析能力進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。提出了采用Daub20小波（包）變換，進(jìn)行電能質(zhì)量問(wèn)題綜合性能評(píng)估的方法。達(dá)到通過(guò)一次變換即能準(zhǔn)確地對(duì)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)的目的。仿真結(jié)果表明該方法具有很高的計(jì)算效率和準(zhǔn)確度，對(duì)實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量綜合性能評(píng)估有較好的應(yīng)用價(jià)值。 4

5、、對(duì)小波變換及多小波變換暫態(tài)電能質(zhì)量分析算法進(jìn)行了深入的研究和細(xì)致比較，從理論上分析了多小波暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題分析方面的特性，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較得出多小波在電力信號(hào)處理，尤其是暫態(tài)信號(hào)處理方面的特點(diǎn)與性能。 5、研究了小波暫態(tài)電能質(zhì)量分析的硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)。構(gòu)建了以ICETEK-VC5416-A型DSP用戶(hù)板為核心的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在對(duì)ADS7864和TMS320-VC5416的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，完成了模/數(shù)轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)程序

6、和數(shù)據(jù)采集程序的C語(yǔ)言設(shè)計(jì)。此外，完成了小波暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題擾動(dòng)時(shí)間定位測(cè)量算法的程序設(shè)計(jì)與仿真，其中包括數(shù)據(jù)采集模塊、小波變換模塊、擾動(dòng)時(shí)間定位測(cè)量模塊；采用了適用于DSP上實(shí)現(xiàn)的整數(shù)小波暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題擾動(dòng)時(shí)間定位測(cè)量算法，提高運(yùn)算速度。同時(shí)，在奇異點(diǎn)檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)模極大值檢測(cè)算法進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步提高測(cè)量精度。最后，在所構(gòu)建的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)定量地研究了小波暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題擾動(dòng)時(shí)間定位算法在DSP實(shí)際應(yīng)用中的誤差等問(wèn)題