S变换在电能质量扰动中的分析.doc

S变换在电能质量扰动中的分析 何智龙 苏娟 覃芳 (湖南大学电气与信息工程学院，长沙 410082) 摘要：S变换是电能质量扰动分析中的一个重要工具。为了对电能质量扰动信号进行准确分析，提出S变换模矩阵幅值求全算法和幅值平方和均值算法。求全算法得到时间和频率的幅值包络，准确得到扰动量的幅值。平方和均值算法可以准确定位扰动的时间和检测谐波频率分量。通过在Matlab上S变换对电能质量扰动信号的仿真分析并与Daubechies小波及小波包变换分析进行比较，证明S变换对电能质量扰动分析的精确性更高。 关键词：S变换；求全算法；幅值平方和均值算法；精确性 中图分类号：TM711 文件标识码：A 文章编号：1001-1390（2015）00-0000-00 Analysis of power quality disturbances using S-transform He Zhilong, Su Juan, Qin Fang (College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China) Abstract: S-transform is an important tool in the analysis of power quality disturbances. In order to detect the signal of power quality disturbances accurately, a method based on amplitude summation and the average of amplitude quadratic sun of S-transform module matrix is proposed. The summation algorithm obtains the envelope of amplitude of time and frequency and obtains the amplitude of disturbance accurately. The average of amplitude quadratic sun algorithm can locate the time of disturbances and detect the frequencies accurately. Compared the power quality disturbances analysis of S with Daubechies wavelet and wavelet packet transform by Matlab stimulation, the result proves that S-transform is more accurate for the analysis of power quality disturbance. Keywords: S-transform, summation algorithm, average of amplitude quadratic sun algorithm, accuracy 0　引言 随着电力电子非线性负荷元件的使用增多，致使大量的电能质量扰动产生，造成电能质量下降，不但对电力系统一些重要设备产生重大影响，对广大用户也产生了严重危害。对于稳态的谐波分量，常用的FFT变换完全能够胜任。而对于瞬时暂态的电能质量扰动，FFT分析精度不甚理想。小波变换因其正交性，多分辨率等优点一时备受关注。但由于其对信号低频部分时间的分辨率较低和高频部分频率分辨率较低，因此对瞬间扰动信号的时间定位不准，对高频分量分解精度不高。S变化是近年来人们研究电能质量扰动的新的检测方法。相比于SFFT，S变换的窗口随频率调整；相比于小波变换，由于S变换因子可以视作由一个变形的高斯窗函数和傅里叶基函数构成，是对小波变换的一种相位修正，其变换系数是以Morlet小波为母小波的连续小波变换系数与一个指数相位因子的乘积，其分析结果具有直观性。 本文提出基于S变换的模矩阵幅值求全算法和幅值平方和均值算法对电能质量扰动的分析，与Daubechies小波和小波包变换比较两者检测的精确度。 1　S变换 1.1 连续S变换 S变换是Stockwell在1996年提出，信号x(t)的S变换定义如下： (1) (2) 式中 w(-f)为高斯窗函数，控制高斯窗在时间轴上移动。f控制变换的尺度，信号的频率高，采用窄窗，则时间的分辨率高，反之，信号的频率越低，采用宽窗，频率的分辨率高，因此