基于ＨＨＴ方法的电力系统电能质量检测【开题报告】

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1、毕业设计开题报告电气工程及其自动化基于ＨＨＴ方法的电力系统电能质量检测一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义2003年之前，我国电力工业长期以来实行垂直一体化垄断经营管理。从电力技术来看，我国输配电设备也在快速升级。世界各国在改革初期普遍对电网的发展重视不够，这必然要引起一系列与电网安全稳定性和电能质量相关的问题，应引起关注。在开放与竞争的电力市场中，电网可以择优选择电能质量高、报价低的电厂上网，电力用户也可选择电价合适，同时电能质量较高的供电公司来为其提供电力。在国外已经进行市场化改革的电力市场中，一般都设立了独立的电能质量工作组，专门负责电能质量的监督、检查与市场监管，中国

2、电力市场的建立和完善也必将面临同样的问题，因此，对电力市场环境下电能质量问题的研究对于保证和维护正常的市场运营具有重要的理论和现实意义。　　　　　　在众多的电能质量扰动中，电压暂降与谐波是最为突出的两个电能质量问题。由于各种非线性用电设备的大量应用，谐波畸变在当前和未来是我国电网所面临与急需解决的重要问题。而电压暂降目前已成为很多发达国家面临的居第一位的电能质量问题，在我国该问题也已引起关注，随着我国国民经济的发展其重要性将迅速提升，并可能上升为居第一位的电能质量问题[4]。因此，在目前与未来电力市场的大环境下，对这两个问题应有一个清醒的认识。傅立叶分析方法建立在线性、平稳信号假定的基础上

3、，而实际工程领域的振动信号和自然界的信号大多是非平稳信号，傅立叶方法无法对于非平稳信号进行基于瞬时频率的频谱分析。另外，傅立叶分析是一种单纯的频域分析方法，即振动信号经傅立叶变换后不能提供任何时域信息。这一缺陷导致在信号分析中时域和频域信息互不可见。傅立叶分析还会导致振动信号能量在时频转换过程中出现泄漏效应。后来提出的短时傅立叶变换方法虽然能够在一定程度上描述信号的瞬时频率含量，但是，不能同时在时域和频域内获得较高的分辨率[11]。瞬时无功功率是由日本学者赤木泰文最先提出，该理论打破了传统的以平均值为基础的功率定义，系统地定义了瞬时有功功率p、瞬时无功功率q等瞬时功率量，之后又发展了这套理

4、论，提出了瞬时有功电流ip、瞬时无功电流iq等瞬时量；以瞬时无功功率理论为基础，可以得出用于有源电力滤波器（APF）的谐波和无功电流实时检测方法，该方法在工程应用中受到了很大关注。小波变换[3,4,6]是近十几年才发展起来并迅速应用到图像处理和语音分析等众多领域的一种数学工具,是继110多年前的傅立叶（JosephFourier）分析之后的一个重大突破。对于平稳信号，傅里叶再好不过了。它反映的是信号总体的整个时间段的特点。在频率上，是点频的。而对于非平稳信号，它就无能为力了。而小波恰好对此派上用场。小波是反映信号，某个时间段的特点的。在频域上，是某个频率段的表现。但小波，作为频谱分析确实存

5、在很多问题。但我们确实可以做出很多的小波满足这个特点。小波变换与其他方法相比的优点：(1)小波分解可以覆盖整个频域(提供了一个数学上完备的描述)　　(2)小波变换通过选取合适的滤波器，可以极大的减小或去除所提取得不同特征之间的相关性　　(3)小波变换具有“变焦”特性，在低频段可用高频率分辨率和低时间分辨率(宽分析窗口)，在高频段，可用低频率分辨率和高时间分辨率(窄分析窗口)HHT方法从全新的角度对信号进行分解与重构，从根本上摆脱了傅立叶变换理论的束缚，能够实现对非平稳信号的时频分析、滤波等处理。ＨＨＴ方法是针对目前对电力系统低频振荡的分析局限于用线性化方法来处理而导致的分析结果不精确,甚至

6、是不合理问题,提出了将性能优良的非线性、非平稳信号的分析方法。通过对大量的仿真及实测信号的参数进行有效提取,结果表明本文提出的方法特别适合对非线性、非平稳信号参数进行精确提取,能够实现电力系统稳定性的有效分析,并能为提高系统稳定性提供可靠的依据,是分析系统稳定性和可靠性的有效新方法[7,13]。与传统的信号或数据处理方法相比，HHT具有如下特点：(1)HHT能分析非线性非平稳信号。(2)HHT具有完全自适应性。(3)HHT不受Heisenberg测不准原理制约——适合突变信号。　　　HHT方法应用的范围很广泛，在生物医学、地震工程、各种信号处理等领域都有应用。二、研究的基本内容，拟解决的主

7、要问题：综述电力系统电能质量特点、现有的检测方法及其优缺点比较。用HHT方法分别对暂态电能质量（电压骤升、骤降，电压闪变、电压中断，冲击和暂态谐波失真等）和稳态电能质量（谐波）进行分析，对暂态电能质量要求定位出扰动发生、结束的时间以及扰动量的大小；对对谐波分析要实现谐波参数具体辨识（包含的谐波次数及各次谐波的有效值），并分析电压、电流的单次谐波含有率和总谐波含有率。本报告还介绍了电力系统电能质量检测实际模型，基于单片机、