小波分析在电力系统谐波相位检测中的应用.doc

小波分析在电力系统谐波相位检测中的应用 第l1卷第2期 2007年3月 电机与控制学报 ELECTRICMACHINESANDCONTROL VoL11No.2 March2Oo7 小波分析在电力系统谐波相位检测,中的应用 王新,黄建 (河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454003) 摘要:为了防止电力系统谐波危害,保证系统安全运行,必须确切掌握电力系统中谐波的实际情 况,正确分析电能质量.根据电网谐波中既存在稳态谐波分量又有暂态谐波分量的特点,依据小 波分析具有对非平稳信号的分析和处理能力及多分辨率的特性,将小波变换理论应用于电网谐波 检测中,提出了利用小波变换实现测量信号各次谐波相位的方法.仿真算例表明,小波多分辨分析 法能够正确地提取电力系统的谐波信号,利用小波分解的尺度系数能得到各次谐波的精确相位,验 证了该方法的可行性. 关键词:电能质量;谐波;小波变换;相位测量 中图分类号:TM93文献标识码:A文章编号:1007—449X(2007)02—0134—04 Applicationofwaveletanalysistophasenwasm~mentofpowerharmonic WANGXin,HUANGJian, L (SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454003,China) Abstract:Inordertopreventtheharmfulnessofpowerharmonictoensurethesafetyofpowersystem,it isnecessarytounderstandexactlytheharmoniccomponentinpowersystemandanalysecorrecflythepow- erquality.Accordingtothecharacteristicofthepowerharmonicwhichincludessteadyandtransient componentsandthewaveletanalysisabilitywhichprocessesunsteadysignalsandhasthecharacteristicof multi-resolutionanalysis(MRA),themethodofwavelettransformisappliedtothedetectionofpower harmonic.Thetheoreticalbasisforphasemeasurementofharmonicdirectlyfromthewavelettransformis proposed.ItisprovedthattheharmonicsignalCanbeexactlyextractedbyusingthemethodofwavelet MRAandthephasevalueofharmoniccomponentCanbeexactlyobtainedbyusingtheapproximatecoef- ficientofwaveletdecompositionbythesimulationresults.Simulationvalidatesthefeasibilityofthepro- posedmethod. Keywords:powerquality;harmonic;waveletanalysis;phasemeasurement’ 1引言 电力系统运行时,理想情况下它应以额定功率 和额定电压向用户供电,但在实际运行中,由于变频 器,变流器,开关电源和电抗器等非线性设备的广泛 应用,甸电网注入了大量的谐波电流,造成电力系统 电压,电流严重畸变,影响仪表的正常工作,增加电 力元件的损耗,同时也给电力系统中其他的一些设 备运行带来很大危害.为了防止谐波危害系统安全 运行,就必须确切掌握电力系统中畸变波形含有谐 波的实际情况,采取相应措施对其进行抑制或补偿. 快速傅里叶变换(Frr)算法是常用的谐波检测 收稿日期:2O06一o9—11;修订日期:2007-01—29 基金项目:河南省自然科学基金项目(004060100);河南理工大学博士基金资助(B050801) 作者简介:王新(1967一),男,教授,博士,研究方向为信号处理和电气传动; 黄建(1982一),男,硕士,研究方向为信号处理和故障诊断. 第2期小波分析在电力系统谐波相位检测中的应用135 方法卜,但FFr算法对非整数次谐波的检测存在 栅栏效应和频谱泄露现象,从而使检测出来的谐波 幅值,频率和相位有较大误差.小波分析作为一种 先进的信号处理工具,它具有