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多小波-FFT的电力系统谐波检测的研究

作　者: 李斌
导　师: 智泽英
学　校: 太原科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 单小波多小波多小波—傅里叶检测法有源电力滤波器
分类号: TM935
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

随着科技愈发的进步，电网系统中投入使用了更多先进的电力电子器件如新型的变压器、各种电气开关等等。它们是电力网中不可缺少的一部分，但同时也不能忽视，它们也给电力系统带来了严重的谐波污染，造成输电线路的绝缘老化，继电保护出现不正常动作,同时还会严重影响供电质量。因此，对谐波电流进行有效滤除就变得很重要了。抑制电网谐波的关键技术在于能否很准确地检测出电网中的谐波成分。因此，本文主要对电力系统谐波检测方法做了深入的研究，使有源电力滤波器能够有效的对电网中存在的谐波电流进行滤除，提高系统电能质量，本文的主要研究内容如下：(1)首先对基于单小波的谐波检测方法进行了深入研究，并构建了电力系统谐波信号模型，利用MATLAB进行仿真实验。仿真实验得出了单纯使用单小波对谐波电流进行检测时,存在不连续或不对称的缺点。(2)鉴于单小波在电力系统谐波检测方面存在的一些不足，为改进其不足之处，本文又对基于多小波的谐波检测方法进行了深入研究。通过构建谐波信号模型并利用MATLAB进行仿真实验，得出了多小波较单小波在进行电力系统谐波检测时拥有更好的滤波效果及检测精度，达到了优化小波基的目的。但多小波变换与单小波变换都无法特别直观地显示出谐波成分信息，给谐波检测带来一定的不便。为了进一步优化检测方法，本文继续对傅里叶变换进行研究，并最终结合多小波与傅里叶的优点提出了基于多小波—傅里叶的谐波检测方法，通过仿真表明该方法能有效检测出谐波成分，达到了优化检测方法的目的。(3)最后，本文将基于多小波—傅里叶的谐波检测方法应用于有源电力滤波器中，并构建了系统的仿真模型。仿真结果表明：通过仿真结果表明：采用该方法的有源电力滤波器能够很好的滤除电网中的谐波电流，最终抑制电力系统谐波电流，达到保证良好电能质量的目的。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-17
  1.1 引言  11
  1.2 谐波的来源与危害  11-13
    1.2.1 谐波的概念  11-12
    1.2.2 谐波的来源  12-13
    1.2.3 谐波的危害  13
  1.3 谐波标准  13-14
  1.4 谐波治理  14-15
    1.4.1 无源滤波器（PF）  15
    1.4.2 有源电力滤波器（APF）  15
  1.5 主要研究内容  15-17
第二章基于小波分析的谐波检测  17-37
  2.1 多分辨分析  17-19
  2.2 分解与重构算法  19-21
  2.3 一维小波谐波电流检测  21-33
    2.3.1 基于 Haar 小波的谐波检测与仿真分析  21-27
    2.3.2 基于 Daubechies 小波谐波检测与仿真分析  27-33
  2.4 运用小波变换进行电力系统谐波电流检测的步骤  33-34
  2.5 小结  34-37
第三章基于多小波分析的谐波检测  37-49
  3.1 多小波多分辨分析  37-38
  3.2 多小波的分解与重构算法  38
  3.3 多小波谐波检测  38-41
    3.3.1 多小波模型简介  38-39
    3.3.2 多小波谐波检测的先处理及后处理  39-41
    3.3.3 基于多小波的谐波检测方法原理  41
  3.4 基于多小波的谐波检测仿真研究  41-46
    3.4.1 多小波体系的选定  41-43
    3.4.2 GHM-Xia 体系简介  43
    3.4.3 基于多小波的谐波检测仿真与分析  43-46
  3.5 多小波谐波检测的一般步骤  46
  3.6 小结  46-49
第四章基于多小波与 FFT 的谐波检测  49-63
  4.1 经典 Fourier 变换及其性质  49-51
    4.1.1 经典 Fourier 变换简介  49-50
    4.1.2 Fourier 变换的一些性质  50-51
  4.2 离散 Fourier 变换及其性质  51-52
    4.2.1 离散 Fourier 简介  51-52
    4.2.2 离散 Fourier 变换的一些性质  52
  4.3 基于 FFT 的谐波检测原理与仿真  52-55
    4.3.1 FFT 算法简介  52-53
    4.3.2 基于 FFT 谐波检测原理  53-54
    4.3.3 基于 FFT 的谐波检测仿真  54-55
  4.4 基于多小波与 FFT 的联合谐波检测方法  55-60
    4.4.1 联合分析原理  56
    4.4.2 基于多小波与 FFT 联合检测的仿真分析  56-60
  4.5 基于多小波与 FFT 联合谐波检测的基本步骤  60-61
  4.6 小结  61-63
第五章基于多小波—FFT 的有源电力滤波器的仿真  63-69
  5.1 有源电力滤波器的组成及工作原理  63-64
  5.2 系统模型搭建  64-66
    5.2.1 控制模块  64
    5.2.2 检测模块  64-65
    5.2.3 系统模型介绍  65-66
  5.3 仿真结果及分析  66-68
    5.3.1 仿真结果  66-67
    5.3.2 仿真结果分析  67-68
  5.4 小结  68-69
第六章结论与展望  69-71
  6.1 本文总结  69
  6.2 工作展望  69-71
参考文献  71-75
致谢  75-77
攻读硕士期间发表的论文  77-78

多小波-FFT的电力系统谐波检测的研究

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