基于互高阶累积量的间次谐波检测

摘要

随着现代科学技术的发展，各种电力电子装置正在被大量使用，由此而来的电能质量问题也日渐严重。而另一方面，随着各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备的不断普及，人们对电能质量及可靠性的要求越来越高。因此，电能质量问题越来越引起人们的重视。 电力系统中各种扰动引起的电能质量问题主要可分为稳态和暂态两大类。稳态电能质量问题以波形畸变为特征；暂态电能质量问题通常是以频谱和暂态持续时间为特征。间谐波问题就属于稳态电能质量问题的范畴。随着电机驱动与变换器容量的增大，间谐波的存在越来越引起人们的重视。 间/次谐波是非整数倍基波频率的谐波信号，即间谐波是介于工频谐波之间的频谱分量，次谐波是频率低于基波频率的频谱分量。间/次谐波除了具有一般谐波信号的特性外，还会影响谐波补偿装置的性能和电能的质量，因此准确有效地检测和分析信号中的间/次谐波分量，对于改善电能质量具有十分重要的意义。 本文介绍了信号处理中的一种新的分析工具一互高阶谱理论。基于互高阶累计量的基础上，提出了两种间/次谐波参数的估计方法，即子空间旋转不变法和多重信号分类法。文中对互高阶累积量的定义和性质作了阐述后，通过理论证明了互高阶累积量可以有效地抑制非相关噪声和相关噪声，因此在电力系统间/次谐波检测中，它能有效地抑制其中的相关和非相关噪声，使所要检测信号可以模型化为复正弦信号，再利用互高阶累积量子空间旋转不变法和多重信号分类法进行幅值和频率的估计，两种方法在低信噪比下可检测到整数次谐波附近的间/次谐波，有一定的工程应用前景。 经过理论分析和仿真结果证明：本文提出的两种基于互高阶累积量的间/次谐波参数估计方法，在低信噪比环境中可获得高分辨率、高精度、较稳定的间/次谐波估计结果，可推广应用于电力系统间/次谐波测量领域。

目录

文摘

英文文摘

论文原创性声明及论文知识产权属声明

第1章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.1.1间谐波的产生

1.1.2间谐波的影响

1.2研究现状

1.3本文的研究内容及创新

第2章高阶统计量的基本理论

2.1高阶统计量的概念

2.1.1特征函数

2.1.2高阶统计量及其谱的定义

2.1.3高阶矩和高阶累积量

2.2高阶累积量的性质

2.3互高阶累积量对相关和非相关噪声的抑制

2.4互高阶累积量的Yule-Walker方程

2.5本章小结

第3章MUSIC算法

3.1 MUSIC算法的提出

3.2基于互高阶累积量的MUSIC方法及仿真

3.3 MUSIC的间/次谐波检测原理

3.4本章小节

第4章ESPRIT谱估计技术

4.1 ESPRIT算法基本原理的分析

4.2经典ESPRIT算法的基本过程

4.3基于互四阶累积量的ESPRIT算法

4.4本章小结

第5章算例及仿真分析

5.1电力系统的间次谐波算例及仿真

5.2本章小结

结论

致谢

参考文献