基于聚合经验模态分解的电压闪变监测技术研究

摘要

随着电力电子技术和新能源技术的发展，电网中非线性负荷日益增多，造成众多电能质量问题。电压波动与闪变正是其中重要指标之一。因此研究电压波动与闪变具有十分重要意义。
　　本文首先研究了电压波动与闪变特征参数及常用的电压闪变检测方法（平方检测法、小波分解与同步检测法、希尔伯特-黄检测法）的优点和缺点。在此基础上，本文提出了一种基于聚合经验模态分解的电压闪变检测方法，该算法首先采用希尔伯特变换提取电压闪变信号的包络，然后利用聚合经验模态分解消噪法消除包络信号中的噪声，最后采用聚合经验模态分解对消噪后包络信号进行分解，提取调幅波的特征信息。电压闪变的开始与结束时间也可以精确求出。
　　基于MATLAB仿真电压闪变信号，并分别采用聚合经验模态检测法与常用检测法提取闪变特征信息。通过分析对比检测数据，实验结果表明，该方法可从时域与频域两方面对电压闪变信号进行分析，能够准确检测出突变、非平稳电压闪变信号的时间、幅值及频率，比小波法、希尔伯特-黄变换法等常用的闪变检测方法检测精度要高。
　　设计了基于虚拟仪器技术的电压闪变监测系统，包括硬件部分与软件部分。硬件包括传感器、信号调理电路、数据采集卡、计算机；采用LabVIEW和MATLAB混合编程的方法实现了系统的软件设计，包括：信号定时采样程序、消噪程序、调幅波提取程序，电压参数检测程序、短时间闪变值计算程序、数据存储程序等。
　　采用SQL Sever建立了电压闪变测量数据库，在LabVIEW中利用ADO技术访问数据库，采用LabVIEW中的ActiveX模块以及SQL语言实现了大量实时数据的存储和历史数据的查询。
　　利用监测系统对仿真的复杂电压闪变信号进行了分析，同时系统对用高精度波形发生器产生的带噪声单频闪变信号进行了监测。最后，在智能电网研究中心的电机拖动实验室，对现场电压进行实时的在线监测，实验表明该监测系统运行稳定，可靠性高。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 电压闪变的研究背景

1.2 电压闪变的研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第二章 电压波动与闪变的检测方法研究

2.1 电压波动与电压闪变

2.2 IEC推荐的闪变检测方法

2.3 小波分解和同步检测法

2.4 基于希尔伯特-黄变换的电压闪变检测法

2.5 本章小结

第三章 基于聚合经验模态分解的电压闪变检测法

3.1 检测方法模型

3.2 聚合经验模态分解

3.3 电压闪变信号消噪研究

3.4 基于MATLAB仿真的电压闪变检测方法性能对比验证

3.5 本章小结

第四章 基于虚拟仪器的电压波动与闪变监测系统设计

4.1 监测系统整体结构及功能

4.2 监测系统硬件设计

4.3 电压闪变监测系统软件设计

4.4 电压闪变数据库的建立及存储查询

4.5 本章小结

第五章 实验与调试

5.1 仿真实验

5.2 实测分析

5.3 现场测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录

在读期间公开发表的论文情况

致谢