基于小波变换和模糊专家系统的电能质量辨识方法研究

摘要

随着智能电网的发展，电能质量问题越来越受到重视，电能质量辨识是电能质量评价和治理的基础，但是由于电能质量扰动的多样性和复杂性，电能质量辨识的准确性问题尚未得到很好地解决。论文研究基于小波变换和模糊专家系统进行电能质量辨识，具有重要的理论意义和现实针对性。
　　 论文主要做了以下工作:
　　 (1)阐述电能质量的相关概念、指标以及电能质量扰动分析的研究现状。
　　 (2)针对传统的电能质量分析方法的不足，介绍了小波变换的基本理论以及小波的计算方法-Mallat算法，并采用小波变换对扰动信号进行分析和特征量的提取。
　　 (3)在介绍专家系统之后，阐述模糊专家系统的基本概念，主要包括模糊专家系统的结构和工作原理，与传统的专家系统作比较，体现模糊专家系统的有点与不足。
　　 (4)首先通过几种常用小波的特性比较，确定选取DB4小波进行试验，随后采用了一种基于小波变换和模糊专家系统的电能质量辨识方法，在用小波提取特征量后，将所得特征量输入模糊专家系统进行仿真，试验结果表明，该方法可以很好地区分各类电能质量扰动。
　　 (5)使用电能质量监测装置对电能质量扰动进行监测，提取特征量，再利用搭建好的模糊专家系统对各类扰动进行辨识分类。
　　 论文采用的基于小波变换和模糊专家系统的电能质量扰动辨识方法具有以下的创新点:
　　 (1)比较几种常用小波的特性，选取了时频特性较好的DB4小波进行实验分析，提取了电压幅值、扰动持续时间、扰动频率、能量幅值、电压变化率绝对值、信号幅值范围6个特征量，设计了10条电能质量扰动辨识的模糊推理规则，并在Matlab软件中进行仿真。
　　 (2)设计并使用电能质量监测仪对电能质量扰动进行实时监测，将提取的特征值输入专家系统进行扰动辨识分类，结果表明，该方法可以很好地区分各类电能质量扰动。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 电能质量相关知识

1．2．1 电能质量的定义

1．2．2 电能质量各项指标

1．3 国内外研究现状

1．3．1 电能质量分析方法研究现状

1．3．2 电能质量扰动辨识研究现状

1．4 本文的主要工作

第二章 小波变换和模糊专家系统的基本原理

2．1 小波变换

2．1．1 连续小波变换

2．1．2 离散小波变换

2．1．3 小波的快速算法-Mallat算法

2．1．4 模极大值及奇异性检测

2．2 模糊专家系统简介

2．2．1 模糊逻辑的基本原理

2．2．2 专家系统的基本原理

2．2．3 模糊专家系统

2．3 本章小结

第三章 基于小波变换和模糊专家系统电能质量扰动辨识方法

3．1 小波基的选取

3．1．1 几种常见小波

3．1．2 小波的特性比较与选择

3．2 电能质量扰动辨识过程

3．2．1 电能质量知识库的建立

3．2．2 电能质量辨识推理机制

3．2．3 模糊专家系统分类流程

3．3 本章小结

第四章 电能质量扰动辨识仿真

4．1 信号辨识与消噪

4．2 扰动特征量提取

4．2．1 小波函数的调取

4．2．2 仿真结果及其分析

4．3 模糊专家系统仿真

4．3．1 输入输出的确定

4．3．2 模糊推理规则

4．3．3 仿真结果分析

4．4 本章小结

第五章 电能质量扰动监测的实现

5．1 电能质量监测仪硬件设计

5．1．1 ATT7022B芯片简介

5．1．2 数据采集模块

5．1．3 A／D转换电路

5．1．4 控制电路

5．1．5 液晶显示电路

5．2 系统软件设置

5．2．1 数据采集模块

5．2．2 数据处理模块

5．2．3 控制模块

5．2．4 显示模块

5．3 监测仪性能测试

5．4 本章小结

全文总结及展望

总结

展望

参考文献

致谢

附录一 攻读学位期间发表论文目录

附录二 攻读硕士期间参与的课题项目