Db8小波在电力系统谐波分析中的应用.pdf

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1、第26卷第2期电力科学与技术学报Vo1．26NO．22011年6月JOURNALOFELECTRICPOWERSCIENCEANDTECHNOLOGYJun．2011Db8小波在电力系统谐波分析中的应用朱翔，解大，高强，张延迟。(1．上海交通大学电气工程系，上海200240；2．上海电机学院电气工程系，上海200240)摘要：为满足电力系统非稳态谐波有效分析的要求，选取具备较好的正交性、紧支撑性和可离散性等特性的Db8小波进行电力系统谐波分析，介绍Db8小波谐波分析的方法和算法．MATLAB仿真分析表明，Db8小波能快速、有效地提取包括平稳和非平稳电网信号在内的各种谐波波形，并能准确地检测到突

2、变信号发生的时刻及起始位置．关键词：Db8小波；谐波分析；波形提取；突变点检测中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1673—9140(2011)02—0067—05OntheapplicationofanalyzingpowersystemharmonicsusingDb8ZHUXiang，XIEDa，GAOQiang，ZHANGYan—chi(1．ElectricalEngineeringDepartment，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai，200240，China；2．ElectricalEngineeringDepartment，Shan

3、ghaiDianjiUniversity，Shanghai，200240，China)Abstract：FFTcannotanalyzepowersystemnon—steady—stateharmonicseffectively，andwaveletfunctionneedtopossessthecharacteristicsoforthogonality，compactlysupportanddiscretenesswhenanalysestheharmonics．Basedonthecomputationalefficiencyandanalysedeffects，Db8waveform

4、isselectedtoanalyzepowersystemharmonics．SimulationbasedonMATLABindicatesthatDb8canextractsteady-stateharmonicsandnon—steady-stateonesswiftlyandeffectively，andcandetectmutationtimesandmutationplacesaccurately．Keywords：Db8waveform；harmonicsanalysis；waveformextraction；mutationsdetection长期以来，傅里叶变换(FFT)由

5、于其分析谐波FFT进行分析已变得非常困难．小波变换(DWT)的有效性和运算的简洁性，可以精确地分析出平稳由于具有优越的时频局部化功能，尤其在非稳态信信号中的各次谐波，一直是电力系统谐波分析的主号的分析中具有FFT不具备的优势，近年来受到了要方法．但随着电网谐波含量的增加，成分愈加复广泛的关注．杂，瞬时突变等非稳态成分日益突出，单纯运用小波分析的首要任务是小波函数的选取．比较收稿日期：201O一11—24基金项目：国家自然科学基金(60772006)通讯作者：解大(1969一)，男，博士，副教授，主要从事电力系统FACTS和电力系统仿真的研究；E—mailieda@sjtu．edu．cn68电力

6、科学与技术学报发现，Daubechies系列小波由于具备电网谐波分析d，一(厂，，>一Cr,rb1，一2^．(4)要求的正交性、紧支撑性和可离散性等特性，已被广式(3)、(4)中fd．分别指低频系数和高频系泛应用于电力系统的谐波分析中，但对于Dau—数；，()，，(t)分别指尺度函数和小波函数；bechies小波的阶次选择问题，目前尚无统一的认h：，则分别是相应的低通滤波器和高通滤识．比如，文献[1]提出应用Db40进行电网谐波分波器．析，文献[2]主张采用Db20，文献[3—4]运用了由式(3)、(4)可知，当已知大的子空间V+中Dbl0小波；而文献[5]和[6]则分别应用了Db4和的系数C

7、时，便可计算出小的子空间和wDb3小波进行电网谐波的相关分析．中的系数C，d，这就是Mallat分解算法[7]．分Daubechies系列小波的特点是随着阶次增大，解过程如图1所示．消失矩阶数越大，频带划分效果越好，但是会使时域紧支撑性减弱，同时计算量大大增加，实时性变差．em+1^———’Cm^——Cm-I，I———_+⋯⋯C”HI，^．．＼j＼＼⋯因此，在进行阶次选择时，不但要注重算法本身的效