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独立分量分析在电力系统谐波电流估计中的应用

作　者: 张晶莹
导　师: 韦琦
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 状态估计独立分量分析盲源分离谐波
分类号: TM933.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着通信测量技术、数据存储和功率计算的发展,电力谐波监控系统得到了广泛地发展。电力系统谐波状态估计技术根据有限的谐波测量数据来估计整个电网的谐波分布,从而达到对整个系统进行谐波监测和谐波管理的目的。由于电力系统谐波测量设备和谐波数据的限制,获取所有谐波网络参数或拓扑结构是很难的,应用传统的状态估计技术无法估计出谐波电流曲线。针对这一问题,本文应用独立分量分析技术估计电力系统谐波电流。首先,本文简要地概述了谐波的基本概念和系统建模等相关知识,并对谐波状态估计方法进行了阐述;详细分析了独立分量分析算法的模型、原理和应用条件,特别是对收敛速度更快、性能更好的FastICA算法的原理和算法实现进行了研究。其次,从谐波电流模型和独立分量分析使用条件两方面分析了独立分量分析算法应用于电力系统谐波估计的可行性。最后,在实际电路里进行实验仿真。实验将谐波电压作为已知测量信号,电力系统网络参数和拓扑结构作为未知混合矩阵,谐波电流作为未知源信号,应用FastICA算法对谐波电流进行估计。并在误差许可范围内,通过减少采样点数目应用独立分量分析算法进行了谐波状态估计的实验仿真,从而减少了电力投入消耗。实验结果表明,即使现实电力系统中存在噪声的情况下,独立分量分析算法同样可以很好地对电力系统谐波进行估计。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 引言  10
  1.2 课题来源  10-12
  1.3 研究意义  12
  1.4 国内外研究现状分析  12-15
    1.4.1 电力系统谐波研究现状  12-13
    1.4.2 独立分量分析研究的现状  13-15
  1.5 本文的主要内容及结构  15-16
第2章电力系统谐波的分析  16-31
  2.1 引言  16
  2.2 电力系统谐波的基本概念  16-18
    2.2.1 电力系统谐波的产生源  17
    2.2.2 电力系统谐波的危害及影响  17-18
  2.3 谐波的分析基础  18-28
    2.3.1 电力系统中元件建模  18-22
    2.3.2 谐波的功率  22-24
    2.3.3 负载中的谐波源  24
    2.3.4 负载定义  24-28
  2.4 谐波状态估计  28-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章独立分量分析  31-40
  3.1 引言  31
  3.2 独立分量分析的线性模型  31-34
    3.2.1 ICA 的模型  31-32
    3.2.2 ICA 的约束  32-33
    3.2.3 不确定性  33-34
  3.4 数据预处理  34-35
    3.4.1 去均值  34
    3.4.2 白化  34-35
    3.4.3 主成分分析  35
  3.5 独立分量算法  35-39
    3.5.1 独立性的目标函数  36-37
    3.5.2 独立分量分析算法  37-39
  3.6 本章小结  39-40
第4章独立分量分析在电力系统谐波电流估计中的应用  40-53
  4.1 引言  40
  4.2 ICA 应用到谐波源估计的可行性  40-43
    4.2.1 谐波源估计模型  40-41
    4.2.2 ICA 与谐波状态方程的对应关系  41
    4.2.3 谐波电流源的统计特性  41-43
  4.3 实验仿真与结果  43-52
    4.3.1 无噪声谐波电流估计  45-50
    4.3.2 有噪声谐波电流估计  50-52
  4.4 本章小节  52-53
结论  53-54
参考文献  54-58
攻读硕士期间发表的学术论文  58-59
致谢  59

独立分量分析在电力系统谐波电流估计中的应用

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