基于小波分析的谐波电流检测.pdf

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1、《电气开关》(2015．No．6)39文章编号：1004—289X(2015)06—0039—04基于小波分析的谐波电流检测党克，张超(东北电力大学，吉林吉林132012)摘要：谐波电流检测是电能质量分析和谐波补偿的关键技术，对小波变换在电网中的谐波电流检测原理进行了研究，根据小波变换的多分辨率分析，采用Mallat算法对电网谐波电流检测进行了仿真。结论表明，该方法具有较高的检测精度。关键词：小波变换；多分辨率特性；电网谐波；谐波检测中图分类号：TM93文献标识码：BHarmonicCurrentDetectionBasedon

2、WaveletAnalysisDANGKe，ZHANGChao(NortheastDianliUniversity，Jilin132012，China)Abstract：Harmoniccurrentdetectingisthekeytechnologyofelectricenergyqualityanalysisandharmoniccompensa—tion．Amethodforharmoniccurrentdetectingbasedonwaveletisproposed．Basedonmulti-resolutionan

3、alysisandMallatalgorithm，thefundamentalcurrentisseparatedfromthetotalharmoniccurentinthepowersystem．Theresultshowsthatthismethodhashigherprecision．Keywords：wavelettransform；multi—resolutionanalysis；powersystemharmonic：harmoniccurentdetecting1引言c=[d∞<∞(1)近年来，随着电力系统中的非

4、线性电力电子器件时，则称(t)为一个基本小波，式(1)也可以称为的大量使用，导致电网中的电压和电流发生畸变，严重容许性条件。影响电能质量，而现阶段智能电网又得到了快速的发如果信号为连续信号，那么母小波经过伸缩以及展，出现了新的谐波源，主要分布在风力发电、太阳能平移可以得到一个小波序列为：光伏发电和电动汽车充放电等领域。传统的谐波源和()口，beR；0(2)新出现的谐波源对电能质量的影响日益严重。在改善电能质量之前，需要对谐波进行有效地检测，而瞬时无式中，a为尺度因子，表示小波在频窗的频率轴上功功率理论是目前比较常用的方法，它能准

5、确的检测的伸缩和平移，a越大，(t／a)越宽，则(∥n)的时域出谐波电流，但是在电路中采用了低通滤波器，所以有分辨率越低，对应的小波频率域所能支撑区间越窄，而一定的时延特性，而小波分析法则克服了这个缺点，具频域的分辨率则越高；b为平移因子，表示小波在时间有较好的动态性，实现了在线谐波检测。轴上的移动。如果信号为离散信号，那么小波序列(t)为；2小波分析原理i．k(t)=2一事(2～t—k)J，kEZ(3)小波函数的定义：对于函数(t)∈L(C)，(对任何信号，(t)∈L(R)，-厂(t)的小波变换为：(C)为平方可积分的实数域空

6、间)，它的傅里叶变换()满足条件：cwT(日，b)：=II{可fj，(t)()dt(，b∈R，a≠0)(4)《电气开关》(2015．No．6)式中(t)是(t)的共轭函数，从(4)式可以理解号进行检测，在进行信号处理时，首先要利用滑动时间为一个带通滤波器，时域和频域由a决定，而b仅仅决窗的方法将一系列离散的监测点处理为在一定时间段定在时间轴上的位置，利用a的伸缩和b的平移以及具有连续性的连续信号。小波的带通特性，可以把信号f(t)分解到各个频带上来。数I据3基于小波分析的在线谐波电流检测原理／———一，一———————由于小波分

7、析的运算量大，运算时间长，导致目前

8、基于小波分析的谐波检测研究大部分是离线的，即将／谐波电流信号分离出来保存，用小波工具箱或者／／MATLAB编写小波去噪程序，消除电网中的谐波电流后，将滤除噪声后的信号再次输入系统，这种处理方式图2滑动时间面实时性不强，但是在APF的谐波电流检测中，要求谐如图2所示为滑动时间窗的结构图，设定当前的波检测与补偿同步进行，因此利用滑动时问窗(Sliding状态时刻为K+，J，采集数据为到K+L内，J时间段TimeWindow，sTw)的方法来解决。的数据，利用小波模型对这段数据进行小波分析，当到3．

9、1小波分析的多分辨率特性达K+2时刻时，下一段采样数据进入，而K时刻数基于小波变换的多分辨率特性，所以在利用小波据则被丢弃，小波模型内的数据则再次被建立，如此循变换进行在线谐波检测时采用Mallat算法J。小波环直至采样结束。由此可以得出这个采样过程是的多分辨率