基于小波理论的有源电力滤波器分析及仿真

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1、摘要针对目前电力系统谐波分析方法存在的难以快速、准确地对动态谐波进行实时分析检测等问题，充分利用FFT对稳态谐波分析和WT对波动谐波、快速变化谐波检测各自的优势和二者具有很强的互补性的特点，提出了一种将傅里叶分析与小波变换综合在一起，适合各种谐波的分析方法。谐波检测目前主要采用的是变换域分析法，它是一种有效分析信号频谱的方法，它包括傅里叶变换和小波变换．傅罩叶变换是建立在周期性序列基础上的，因此对于稳态谐波信号发挥着重要作用．但是傅晕叶变换所得到的频域信息是信号在整个时域的平均，从而无法给出局部时间的频域信息，即不具有时间局部性．近几年发展的小波变换是一种基于时频域的局部变

2、换，而且高频段采取逐渐精细的时频步长，可以聚焦到分析信号的任意细节，能有效地提取突变信息，适合于谐波电压幅值或频率随时间冲击性变化的突变波形的分析．但由于常用的离散二进小波变换对频域划分粗略，以及变换后不能直接得到频谱信息，所以不适合分析含谐波分量多的稳态信争ll本文结合傅里叶变换和小波变换的优点，提出了傅里叶一小波变换综合谐波检测方法，既能准确得到稳态谐波分量的信息，又能检测到非稳态谐波分量．小波与傅里叶结合进行谐波检测的算法，是对于待检信号首先进行离散小波变换，将原信号分解为高频(细节)部分和低频(概貌)部分。非稳态谐波以及突变、间断点等奇异信号分量一般在小波变换以后的

3、细节部分，对该部分信号继续进行小波分析；对于稳态的低频概貌部分采用傅里叶变换进行分析，取出稳态谐波分量。这样既可以得出各种暂态的波形成分，也可以得出准确的稳态谐波。本文对采用FFT与小波变换结合进行谐波检测的方法进行了系统仿真，通过仿真验证了小波分析具有时域和频域的双重分辨率，能够较好的解决傅里叶分析所不能解决的问题，在电网谐波分析中，采用小波分析算法，不仅能正确的得到各次谐波，而且对用傅里叶分析没法解决的有关信号的暂念分量的提取，暂态分量时间的定位，电压、电流波形的间断、突起、凹陷和瞬态分量的检测都具有较好的效果。本文构建了一种新的滤波器组结构，它能把小波包分解中的各节点

4、和分解的频段对应起来，并找出了这种滤波器组结构的排列规律，按此规律可以构建多次分解的滤波器组结构。关键词：电力谐波FFT小波变换离散二进小波变换电力滤波AbstractInviewofthecurrentpowersystemharmonicanalysismethodscan’tdetectthedynamicsofharmonicinreal—timequicklyandaccurately．TheFFTonthesteady-stateharmonicanalysisandharmonicfluctuations，andtheWTQuickdetectionofcha

5、ngesinharmonicareintegrated．Bothadvantagesarehighlycomplementarycharacteristics，aFourieranalysiswillbecombinedwiththewavelettransform，foravarietyofharmonicanalysis．Atpresent，themainharmonicdetectivemethodarethosetransformdomainanalysis，effectivemethodsofanalysisofthesignalspectrum，includin

6、gtheFouriertransformandthewavelettransform．TheFourierTransfonniSbuiltonthebasisofthecyclicalsequence，SOitplay,animportantroleontheanalysisofsteady-stateharmonicsignals．ButwhattheFTobtainedistheaveragevaluebythefrequencyofinformationthroughoutthesignaltime-domainandthusitCannotgivelocaltime

7、frequencyinformation．Inrecentyears,thedevelopmentofthewavelettransformisatime—frequencydomainbasedonthepartialconversion，andhigh-precisionbandgraduallytakethetime—frequencystepsize，whichCanbefocusedontheanalysisofthesignal，anydetailsofthemutationcalleffectivel