基于小波变换的电网谐波检测与分析

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要近年来，随着电力电子技术的快速发展，各种电力电子设备，以及其它非线性负荷的大量使用，使得电力系统谐波污染问题日益严重，严重影响了电能质量，同时对电力系统安全、稳定、高效地运行形成了威胁。准确、快速地检测电网中的谐波就显得尤为重要，为此，本文对电网谐波测量进行了仿真研究分析。首先，分析了电力系统谐波产生的原因以及危害，对目前电力系统谐波测量方法的现状进行了概述。接着介绍了小波理论的研究与发展现状，阐述了连续小波变换、离散小波变换和小波包变换的小波理论，给出了在电力系统谐波检测中的小波基和小

2、波函数的选取原则。小波变换在谐波检测中，受自身滤波器分解算法的限制，小波分解重构后各子频带上存在频率混叠现象。本文介绍了三种现有的小波抗混叠方法，分析了它们各自的特点，并通过仿真结果对比了不同抗混叠的效果。论文分析了小波包分解重构中滤波器的排列问题，并对排列结构进行了调整，通过仿真分析验证了调整后的小波包谐波检测效果。本文对电网中的暂态信号进行了建模与仿真，并用小波多分辨分析方法对几种情况下的暂态信号进行了仿真分析。通过小波分析可以比较精确的检测电网暂态信号发生的时刻。同时，对含整数次、含振荡和指数衰减的谐波信号进行了仿真试验

3、分析，通过仿真试验不仅能准确反映谐波频率、幅值、相位的大小，还能快速准确检测谐波随时间的变化情况。把小波变换与加窗FFT相结合的方式进行谐波检测，通过对检测结果的对比分析，突出了小波变换在含暂态谐波信号检测中的优势。本文最后针对电网信号采集量化和传输过程中叠加的噪声，采用阈值函数对信号进行了降噪处理。比较了硬阈值和软阈值降噪的特点和不足，并采用了一种改良的软硬折衷阈值函数对谐波信号进行降噪处理，通过选择函数不同的参数进行降噪仿真试验，达到了一种比较好的降噪效果。关键词：小波变换：傅立叶变换：混叠：阈值降噪；谐波分析；MATLA

4、B仿真西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractWiththefastdevelopmentofpowerelectronictechnologyinrecentyears，theexcessiveuseofvariouselectronicequipmentsandnon·linearloadshascausedincreasinglyseriouspollutionproblems，affectedpowerqualityandendangeredthepowersystem’Ssafety,stability

5、andefficiency,thereforecheckingtheharmonicwavesinthe鲥disextremelyimportant．Simulationresearchesofmeasuringharmonicwillbemadeinthispaper．Firstly,thearticleanalysesthereasonwhythewavesariseinpowersystemsanditsdamageandgivesabriefintroductiontotraditionalharmonicmeasur

6、ementways．Thentheresearchandstatusquooftheoryofwaveletresearchwillbeintroduced，thecontinuouswavelettransformation，discretewavelettransformationandwaveletpackettransformationwavelettheorywillbedescribed，andselectionprincipleofwaveletandwaveletfunctioninthepowersystem

7、harmonicdetectionwillbeprovided．Limitedbythemethodofitsowndecompositionalgorithmfilterintheharmonicdetection，thereisanaliasingphenomenoninthereconstructedsub-bandfi'equencyband．Tllispaperanalyzesthreeexistingapproachesofanti-aliasingofthewavelet,displaystheircharact

8、eristicsandcomparesresultsbydifferentanti-aliasingmethods．Thispaperanalyzestheproblemsofthewaveletpacketreconstructingfilters，adjuststhest