小波与HHT在电能质量分析中的应用

随着大量非线性电力元件的在电力系统中广泛应用,电能质量问题越来越引起人们的关注。本文对电能质量谐波问题,电能质量扰动分类,及电能质量扰动信号消噪等问题进行了研究,主要有: 1.针对日益严重的谐波污染问题,本文将一种新的理论希尔伯特黄变换(HHT) ,引入到电力系统谐波分析,并给出了谐波参数的具体辨识方法。该方法克服了基于FFT方法频谱泄漏问题以及基于小波分析谐波时过分依赖小波基函数选取的缺点。它是一种完全的数据驱动方法,能够将电能质量扰动信号中的谐波依次剥离,从而有效提取各次谐波成分。为了实现电力系统谐波的更准确的分析,引用了新的插值函数-分段三次Hermite插值,并通过添加极值的方法减轻边缘效应的影响。 2.对各种不同电能扰动进行正确的分类,是对其进行有效治理和改善的前提。在电能质量扰动分类中,特征提取起着至关重要的作用。本文提出了一种新的提取特征量的方法,该特征量能很好的表现出电能质量扰动在不同频段上的特征,其维数低,更利于分类器进行分类。为了对不同电能质量扰动准确分类,将最小二乘支持向量机引入到电能质量的分类中。该方法能够很好的克服基于经验风险最小的神经网络训练需要大量的样本和学习容易陷入局部极小值的缺点,在小的样本空间仍能取得好的分类效果。 3.本文基于最小描述长度(MDL)准则,提出了电能质量信号消噪的改进算法。即将MDL函数的第二项改为信号保留的能量比,从而提高了消噪能力。同时还给出了改进后MDL函数参数确定的方法。将其应用于电能质量信号的消噪中,且讨论了小波基函数的确定和分解层数的选取问题。文中将本方法与基于小波的电能质量消噪方法和基于MDL准则的电能质量消噪方法进行了比较,其消噪效果优于二者,并取得了令人满意的消噪效果。 大量的仿真结果表明:小波与HHT在电力系统电能质量分析中应用的可能性与有效性。