基于K-S分解简化算法的电压骤变检测方法及应用研究

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1、学校代号10532学号S150900615分类号TM935密级公开硕士学位论文基于K-S分解简化算法的电压骤变检测方法及应用研究学位申请人姓名何俊杰培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称滕召胜教授学科专业仪器科学与技术研究方向智能检测与信息处理论文提交日期2018年4月20日学校代号：10532学号：S150900615密级：公开湖南大学硕士学位论文基于K-S分解简化算法的电压骤变检测方法及应用研究学位申请人姓名：何俊杰导师姓名及职称：滕召胜教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：仪器科学与技术论文提交日

2、期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年5月13日答辩委员会主席：孟志强教授StudyonvoltagesuddenchangedetectionmethodanditsapplicationbasedonsimplifiedK-SdecompositionalgorithmbyHEJunjieB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngi

3、neeringinInstrumentScienceandTechnologyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorTENGZhaoshengApril,2018学位论文原创性声明与学位论文版权使用授权书湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文

4、中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I基于

5、K-S分解简化算法的电压骤变检测方法及应用研究摘要随着现代工业水平的不断提升，越来越多的冲击性、非线性以及不对称负荷注入电力系统，进而产生了一系列电能质量问题。其中，电压骤变作为电能质量的重要评价指标之一，因其发生频率高、影响范围大，造成的经济损失严重，越来越受到重视。电压骤变特征量的快速、准确检测是电压骤变进行干扰定位、影响分析、改善治理的重要依据。因此，研究电压骤变的实时检测方法，并在嵌入式平台中实现，具有重要理论意义与应用价值。本文首先阐述电压骤变检测的意义，介绍电压骤变的定义、产生的原因及造成的危害，

6、给出目前国内外电压骤变相关标准，分析现有检测方法的特点及电能质量监测装置的发展现状。通过简要介绍S变换及其特性，分析S变换的不足之处，研究时频算法的能量分布特点，并构建一种频率相关的自适应Kaiser窗，代替S变换中的高斯窗，推导得到一种新的时频分析算法，即K-S分解。本文给出算法的推导过程，对其进行离散化处理，并通过仿真实验研究K-S分解的时频特性。通过分析研究K-S分解的计算过程，提出基于特征频率点提取的方法对K-S分解算法进行简化，显著减少了算法运算量，使其易于在嵌入式平台中实现。同时基于K-S分解简化

7、算法深入研究电压骤变特征量检测方法，通过基频幅值曲线结合FFT的方法实现电压骤变幅值的准确测量，利用基频幅值差分平方曲线提高骤变起止时刻与持续时间的检测准确度，由基频相位曲线得到骤变相位跳变量，并给出基于K-S分解简化算法的电压骤变检测流程。本文通过仿真实验分析各种扰动对检测方法的影响，其检测结果验证了本文方法具有检测误差小、抗噪性好的优点。结合本文提出的算法与实际应用需求，设计一款基于ADC+DSP架构的嵌入式电压骤变检测系统。详细介绍了硬件平台中数据采集、数据处理、通信接口以及电源等模块的设计实现，同时基

8、于实时操作系统TI-RTOS实现检测方法的软件开发，并给出电压骤变检测、故障录波等模块的实现流程。最后对检测系统的可靠性进行分析，并对该系统进行测试检验。检测结果表明，该检测系统能较好地满足电力系统中电压骤变检测的需求。关键词：电压骤变；自适应Kaiser窗；K-S分解简化算法；骤变特征量；DSPII硕士学位论文AbstractWiththecontinuousimprovementofmodern