基于单节点重构改进小波包的电力系统谐波分析算法.pdf

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1、第39卷第3期电力系统保护与控制、，0lI39NO．32011年2月1日PowerSystemProtectionandControlFeb．1，2011基于单节点重构改进小波包的电力系统谐波分析算法尚秋峰，康丹，李青，郭晓帅(华北电力大学，河北保定071003)摘要：在传统小波包算法中，虽然提高了频率分辨率，但是各子带存在产生虚假频率成分的情况，应用于电力系统谐波分析将产生严重的频率混叠现象。应用单节点重构改进小波包快速算法，利用快速傅里叶变换(FFT)和快速傅里叶逆变换(IFFT)对各子带信号进行处理，并调整滤波器组使子带频带顺序排列。通过仿真实例将改进

2、算法的结果与传统算法进行对比，结果证明，改进算法能更有效地避免重构信号中的频谱混叠和交错现象。关键词：小波包变换；谐波；频率混叠；交错；单节点重构Powersystemharmonicanalysisalgorithmbasedonwaveletpacketimprovedbysingle—noderec0nstructiOnSHANGQiu—feng，KANGDan，LIQing，GUOXiao—shuai(NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstraet：Althoutradit

3、ionalwaveletpacketalgorithmimprovesthefrequencyresolutionratio，thesub．bandgeneratesfalsefrequencycomponents．Theapplicationoftraditionalalgorithminpowersystemharmonicanalysiswouldresultinseverefrequencyaliasing．WaveletpacketfastalgorithmiSimprovedbysingle．nodereconstruction，FastFour

4、ierTransform(FFT)andInverseFastFourierTransform(IFFT)areappliedtoprocesssub—bandsignalsandthefilterunitiSadjustedtomakesub-bandfrequencybandinorder．Comparedwiththetraditionalalgorithmbythesimulation，theresultsshowthattheimprovedalgorithmcaneffectivelyavoidthespectrumaliasingandinte

5、rlacingphenomenoninthereconstructionofthesigna1．Keywords：waveletpackagetransform；harmonic；frequencyaliasing：interlacing；single—nodereconstruction中图分类号：TM77文献标识码：A文章编号：1674．3415(2011)03．0074．04良好的局部分析能力l5一。小波包变换借助小波分解0引言滤波器在各个尺度上对每个子带均进行再次降半划随着科技的不断进步，国内外电力电子技术迅分，从而得到比小波变换更精细的信号分解，有

6、利速发展，大量由电力电子开关构成的、具有非线性于谐波成分的确定和谐波参数的测量，为电能质量特性的用电设备广泛应用于工农业生产。由此产生分析提供了一种更为简便直观的分析方法。然而不的大量的工频整数倍及非整数次谐波，使得电网的容忽视的是小波包变换本质上仍是一种加窗变换，供电质量越来越差，电力系统的发供用电设备出现但目前所有的小波函数在信号分析中都存在小波混许多异常现象和故障IJ。j。谐波信号含量小、变化大，叠和能量泄露现象，由此导致精度低、鲁棒性差、对于不同用户和电网的不同运行方式呈现出不同的分辨率低等问题j。特征l4J。因此，对电力系统谐波进行治理有很大的本文

7、运用单子带重构改进小波包变换算法，对传实际意义。统算法中产生的频率混叠和频带交错采取措施，能够电力系统中的谐波一般都具有非平稳性、非线精确地检测出电力系统中的谐波和间谐波成分。性、随机性、分布性和影响因素复杂性等特性。小1快速离散小波包变换波变换谐波分析方法通过对小波基函数的伸缩和平移在时频相平面上产生可变的时频窗，得到不同时1．1小波包快速算法间位置上的小波系数，因此在时域和频域上都具有设()为一谐波信号，(，z)表示第层上第i个小波包，称为小波包系数，G、H为小波分解基金项目：河北省教育厅科技研究指导项目滤波器。二进小波包分解的快速算法为：尚秋峰，等基于

8、单节点重构改进小波包的电力系统谐波分析算法．75．式