基于局部余弦变换和小波变换的短时电能质量扰动检测

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1、基于局部余弦变换和小波变换的短时电能质量扰动检测电力系统及其自动化专业研究生刘安定指导教师肖先勇随着国民经济的迅速发展和电力市场的逐步形成，电能质量问题已经成为众多领域关注的热点。必须建立电能质量检测和分析系统，实现对各种电能质量问题的故障定位和特征提取。这是治理和改善电能质量的必要前提和依据。本文首先阐述了电能质量的相关概念，介绍了各种电能质量现象及相关标准。其中，对几种有代表性的短时电能质量扰动作了详尽而细致的描述，分析了它们的扰动特征，分别是：电压凹陷、电压凸起和电压中断；短时间谐波和时变谐波：高

2、频暂态扰动，包括暂念振荡和暂态脉冲等。目前的电能质量检测和分析方法大致可分为时域仿真法、频域模拟法和基于变换的方法。小波变换作为第三类方法中的典型，近年来已成为各专家和学者的研究热点。但电能质量问题种类众多，且扰动特性各有不同，现有方法虽然各有其特点，但还不足以很好解决对各种电能质量扰动特别是短时电能质量扰动的检测，尚需进一步研究和完善现有的检测与分析方法。本文提出了将局部余弦变换引进到电能质量检测领域，结合现有检测和分析方法，重点研究和探讨了局部余弦变换和小波变换的分析方法。结合小波检测中的两个难点一

3、时变谐波检测和信号噪声问题，具体研究了如何将局部余弦变换应用到电能质量扰动信号的检测和分析。首先探讨了如何利用局部余弦变换和差变算法实现噪声环境下的短时电压变化的检测。然后研究了如何利用局部余弦变换对信号时频的划分实现对短时谐波的检测分析以及如何通过局部最佳余弦基的搜索分析时变谐波。最后说明了如何利用小波变换模极大值原理实现对含噪信号的去噪和对高频暂态扰动的检测分析。通过对仿真信号的分析和与其它方法分析结果的对比研究可以看出本文方法性能优越，用该方法分析电能质量问题能取得令人满意的结果。本文方法在很大程

4、度上补充了在电能质量检测领域小波方法的单一和不足，为电能质量检测提供了一条全新的途径。最后指出了本文方法有待改进的地方。关键词：电能质量小波变换局部余弦变换噪声鲁棒性时频分析最佳局部余弦树模极大值原理Analysisshorttimepowerqualitydisturbancesbased01110calcosinetransformandwavelettransformMajor：ElectricPowerSystemandItsAutomationGraduate：AndingLiuAdvisor

5、：XianyongXiaoWiththerapidgrowthofnationaleconomyandformationofpowermarket,powerqualityhasbecomethefocusofmanyfields．Itisnecessarytosetuppowerqualitymonitorandanalysissystem，whichCanrealizefaultlocationandcharacterextractiontoallpowerqualitydisturbances．I

6、tisthepremiseandreferenceofimproveandharnesspowerquality．Firstlythispaperexpandsrelativeconceptaboutpowerquality,introducesallpowerqualityissuesandtheirstandard．Amongthoseseveralrepresentativeshort-termpowerqualitydisturbancesareintroducedparticularly，an

7、dtheircharacteristicsareanalyzed．Theyare：voltagesag，voltageswellandvoltageinterruption；transientharmonicandtime—varyingharmonic；transientdisturbances，includingtransientoscillationandtransientpulses．GenerallypowerquailtydetectionmethodsCanbegeneralizedint

8、hreetypes：timedomainsimulation，frequencydomainsimulationandmethodsbasedontransform．Wavelettransformhasbecomestudyfocusofmanyexpertsandscholarsasrepresentativeofthethirdtype．However,powerqualityissueshavemanytypes，andtheyha