基于数学形态学的电能质量扰动检测方法研究

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1、工程硕士学位论文基于数学形态学的电能质量扰动检测方法研究丁鹏哈尔滨理工大学2018年6月国内图书分类号：TM711工程硕士学位论文基于数学形态学的电能质量扰动检测方法研究硕士研究生：丁鹏导师：张锐申请学位级别：工程硕士学科、专业：控制工程所在单位：自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TM711DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheStudyofMathematicalMorphologyinPowerQ

2、ualityDisturbanceDetectionCandidate：PengDingSupervisor：RuiZhangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlEngineeringDateofOralExamination：June,2018University：HarbinUniversityofScienceandTechnology基于数学形态学的电能质量扰动检测方法研究摘要数学形态学作为新理论，具有计算步骤少，简单，

3、响应快速等优点，使其在非线性信号定位问题中得以广泛应用。在此背景下，主要围绕电能质量扰动检测的算法展开，主要内容如下：首先，阐明了电能质量的基本概念，以及几种暂态扰动的信号模型，通过仿真模拟了电压信号相应扰动下的波形。接着从滤波方面出发，详细阐述了数学形态学的基本运算、形态学基本算子、形态梯度以及形态滤波算子的基本原理。其次，提出数学形态学和改进dq变换的电能质量扰动检测方法。经数学形态学滤波器对原始信号进行滤波处理，利用改进的单相dq变换算法检测暂降深度与相位跳变；用形态学边缘算法能得出形态学梯度分布，经Top

4、-Hat转换最终定位扰动发生的起止时刻。再次，提出柔性形态滤波和短窗功率的电能质量扰动方法。阐述了柔性形态学的基本概念，以及柔性形态滤波器，柔性形态梯度及其算子的原理。采用加权统计排序的方法替代了标准形态学的最大最小值运算，在此基础上构造柔性形态滤波器，该滤波器可以保留更多的信号信息，具有更好的鲁棒性。滤波后通过形态梯度定位和短窗功率算法，由信号的能量变化确定突变发生和结束时刻。最后，提出形态经验模态分组(EMD)和差分熵的电能扰动定位算法。将EMD与数学形态学结合，构建形态EMD滤波器；通过差分熵方法定位扰动奇

5、异点起止时刻。通过仿真实验得出实验结论。并对本文提出的滤波方法以及定位方法进行对比，对不同方法对不同扰动的适用性进行说明。关键词数学形态学；电能质量暂态扰动；EMD；柔性形态学；差分熵-I-TheStudyofMathematicalMorphologyinPowerQualityDisturbanceDetectionAbstractAsanewtheory,mathematicalmorphologyhastheadvantagesoflesscomputationsteps,simplicityandfas

6、tresponse.Ithasbeenwidelyappliedtononlinearsignallocationproblems.Underthisbackground,theresearchofpowerqualitydisturbancedetectionalgorithmiscarriedoutinthispaper.Firstofall,thebasicconceptofpowerqualityandthesignalmodelsofseveraltransientdisturbancesareclar

7、ified,andthewaveformscorrespondingtothecorrespondingdisturbancesofvoltagesignalsaresimulatedbysimulation.Thebasictheoryofmathematicalmorphologyisintroduced.Fromtheangleoffiltering,thebasicoperationofmathematicalmorphology,thebasicoperatorofmorphology,themorph

8、ologicalgradientandthebasicprincipleofthemorphologicalfilteroperatorareexpoundedindetail.Secondly,thedqtransformationisstudieddeeply,andanimprovedsinglephasedqtransformationmethodisadopte