采用嵌入式Haar小波变换算法检测电能质量扰动信号.pdf

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1、478电力与能源第32卷第6期2O11年12月采用嵌入式Haar小波变换算法检测电能质量扰动信号宋敏(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240)摘要：根据小波变换原理，分析了我国电网背景下Haar小波变换的采样频率和层数，并对6种暂态电能质量扰动——电压尖峰、电压缺口、高频干扰、电压凹陷、电压中断和电压隆起特征信号做Haar小波变换和反变换，重构得到低频分量。针对低频信号分量和原始信号的特征，提出了特征信号分类方法，并使用单片机ATmega1281(8位AVR)实现了算法的仿真，从而得到了扰动信号的特征分

2、类和持续作用时间，不仅效果良好，而且成本较低。关键词：Haar小波分析；电能质量；嵌入式实现中图分类号：TM935文献标志码：A文章编号：2095—1256(2011)06—0478—06PowerQualityDisturbancesDetectionUsingEmbeddedSystemViatheHaarWaveletTransformSongMin(SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，

3、Shanghai200240，China)Abstract：AccordingtowavelettheoryandtothecontextofChinaspowergrid，thesamplingfrequencyandnumberoflayersofHaarwavelettransformcanbedetermined．Thispaperinvolvessixkindsoftransientpow—erqualitydisturbances—voltagespikes，voltagegap，high—frequen

4、cyinterference，voltagesag，voltageinterrup—tionsandvoltageuplift．WedotheHaarwavelettransformandinversetransformofthosedisturbances，andgainthelowerfrequencyreconstructionsigna1．Weproposedclassificationofthedisturbancesviacharacteristicclassificationoflowfrequency

5、componentsandoriginsignals．AndthesimulationonATmega1281(a8-bitMCU)，whichachievedclassificationandgainedthetimeofflisturbances，hasbeenprovedofgoodeffectandoflowcost．Keywords：Haarwavelettransform；powerqualitydisturbance；embeddedimplementation一些仿真结果。O引言国外已有部分嵌入式产品

6、使用快速傅里叶变随着工业过程对电能质量的要求越来越高，换(FFT)和离散傅里叶变换(DTFT)的方法，成功暂态电能质量的检测和治理受到越来越多的重实现了电能质量的嵌人式系统测量实现。但是，此视。暂态电能质量扰动主要有电压尖峰、电压缺类产品往往由于算法较为复杂、硬件系统要求高而口、高频干扰、电压凹陷、电压中断和电压隆起6成本较高。使用傅里叶变换的方法可以提取不同种信号。检测暂态电能质量扰动的方法主要有傅频率的扰动信号强度，进而判断出扰动的类型和发里叶变换、S一变换、离散余弦变换。和小波生与持续的时间。但是就电能质量扰动

7、分析来讲，变换(wavelettransform)_4等方法。不需要将每个频率的成分都识别很清楚，仅需要提小波变换是2O世纪8O年代后期发展起来的取出一定频段的信息，就足够判断电能质量扰动的应用数学分支，享有“数学显微镜”的美称。时至类型、发生与持续时间。今日，已有不少著作如文献[5]和文献[6]都对小本文意在对暂态电能质量小波分析的嵌入式波分析的工程应用给出了总结，也有文献[7]、文系统实现的算法和具体实现方面做出有益尝试，并献[8]等给出了在电能质量领域使用小波变换的结合实际情况给出改进方向。宋敏：采用嵌入式Ha

8、ar小波变换算法检测电能质量扰动信号4791小波分析1．1小波和小波变换基本原理小波是函数空间L。(R)中满足式(1)条件的一个函数c或者信号(z)：c一fd<。。(1)。*式中：C为小波母函数；()为频率域；为频率自变量；R一R一{0}表示非零实数全体。式(1)也称为“容许性条件”。对于任意的实数对(，6)，参数n必须为非零实数．，称函数一虬