基于改进能量算子与FastICA的闪变测量方法研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwwhyhvcn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着发电技术与电力电子技术的不断发展,越来越多新能源系统开始并网使用,电网的电压波动与闪变现象日益严重,给人们的社会生活与工业的稳定生产造成了严重的影响。经过学者们多年的研究,已经建立了完整的闪变测量体系。但是,现有方法不能对环境复杂、高噪声的电网闪变信号进行准确的测量。因此,研究简单、有效、抗噪性强的闪变检测方法具有重要的现实意义。本文研究基于改进能量算子与FastICA的闪变测量方法,主要研究内容包括以下几点:首先,本文介绍了电压闪变与波动的基本概念和闪变的特征量与评估指标,并对国内外电压闪变包络提取与参数检测方法进行了归纳、对闪变检测装置的研究现状进行了总结;构建了正弦调制的闪变数学模型,总结了现有的包络提取算法的基本原理及优缺点;以Teager能量算子为基础,针对其存在抗噪性差的不足,提出了改进的5点对称差分能量算子包络提取方法,并得出包络计算的数学表达式;该方法实现简单,抗噪性能相比改进前得到了提高。最后通过仿真实验进行对比,验证了改进能量算子提取包络的有效性,为后续进行包络参数的准确测量奠定了基础。其次,本文提出了基于改进FastICA的电压闪变参数测量方法。使用主成分分析法判断信号独立源个数,并用单通道延时方法构建了多通道观测矩阵以保障多频信号分离的准确性;对分离后的信号使用三谱线插值FFT估计出每个分量的频率并使用LSM进行包络幅值修正,解决FastICA存在的分离幅值和初相位具有不确定性的问题,准确测量出了闪变的幅值与频率。包络分离的仿真实验表明该算法对于含噪的单频以及多频信号的检测都具有较高的精度。在此研究基础上,借鉴IEC推荐的平方检波方法,使用改进能量算子代替平方检波过程、使用FastICA代替带通滤波与视感度加权过程,简化了闪变测量的流程。最后仿真实验分析表明,该简化测量方法简单有效。随后,本文提出了基于蒙特卡罗的电压闪变测量不确定度评定方法。分析了采集过程的硬件误差,推导了合成不确定度的表达式;利用概率事件仿真技术在各误差输入量的概率分布区间内产生随机数,得到每个误差输入量的大小;控制误差输入量的个数,对单个输入量进行多次独立重复实验,分析单一输入量产生的不确定度,然后同时输入所有误差量,分析合成不确定度。最后,本文建立了闪变测量的实验室平台,使用Fluke三相标准源产生电压闪变信号,利用LabVIEW平台进行数据采集,使用本文提出的方法进行闪变参数测量并对测量结果进行A类不确定度评定。实验结果表明:使用本文算法对电网数据进行闪变参数测量时,对于频率测量,相对误差最大为0.3%;对于幅值测量,调制深度为0.01pu时相对误差小于0.98%,当调制深度大于0.02pu时,测量相对误差小于0.2%,检测精度达到了IEC标准要求。与HHT、小波变换以及Teager能量算子与FFT结合测量三种方法相比,本文算法具有更高的精度。这也验证了本文所提的基于改进能量算子与FastICA的闪变测量算法在实际应用中的有效性与准确性。
其他文献
多溴联苯醚是一类典型的溴代阻燃剂,因价格低廉、性能优越,在全球范围内被广泛使用。其中,十溴联苯醚(BDE-209)作为含溴原子数最多的一种化合物,具有环境持久性、生物蓄积性
Metasploit是目前最流行的渗透测试框架,Metasploit的出现使漏洞利用代码的开发、测试、使用变得更加方便。Metasploit框架自带大量的漏洞利用脚本,并且支持新脚本的快速开发
随着经济的快速增长和现代化建设的不断推进,电能因清洁方便、实用高效的特点,成为生产生活中最为广泛应用的能源之一。然而,近年来电力系统规模日益扩大,电力电子技术的大量使用与迅速发展,使得电能质量问题日趋严重。其中,电压跌落已成为最普遍的电能质量问题。另一方面,在高端制造业中敏感负荷的大量应用使得电力用户对电能质量的要求越来越高,尤其对电网电压跌落问题要求更高。动态电压恢复器(DVR)串联在系统与敏感
网络流量异常检测作为一种有效的主动安全防范手段,能够为已知和未知网络攻击行为的探知提供前提支撑,是信息安全领域的重要研究课题之一。随着网络的广泛使用,网络数据信息
在混凝土兴盛发达的使用前景下,人们对混凝土应用机理的研究一直在不断探索,能初步满足于基本的工程发展需要。因此,在根据统计损伤实践的前提下,本文建立混凝土以宏观现象揭
船舶辅锅炉是船舶的重要组成部分,作为保证船舶正常运行的重要设备之一,其主要用于产生饱和水蒸气。船舶辅锅炉的安全、稳定、高效的运行对船舶安全,经济收益具有重要意义。
本文针对带有分片光滑初值的一维线性双曲方程,给出了基于偏迎风数值通量的显式龙格-库塔间断有限元方法的误差估计。间断有限元空间由k≥1次分段多项式构成,时间方向上采用标准时空CFL条件下的三阶显式全变差Runge-Kutta方法。本文证明了在终止时刻T,误差的L2(RRT)范数在空间和时间方向上都是最优的,其中RT为由初值不连续性造成的污染区域,大小最多为O((?)log(1/h)),其中h为最大单
近年来,在目标跟踪领域,基于图像表面纹理以及颜色通道信息处理得到的手工设计特征的粒子滤波算法以及基于大量样本训练得到的深度特征的深度学习算法是两大主流算法研究方向
在满足热负荷的情况下通过变频的方式对主海水泵的转速进行控制,可以节省大量的能源。变频控制方式的选择对低温淡水温度的控制起着至关重要的作用,为此,本文针对主海水泵的
西方体育大行其道是因为有竞技化,竞技化促进了西方体育的发展。中华民族传统体育也是人的身体运动,也存在着竞技化,而民族传统体育却选择文本、影像化等传承路径,似乎忽视了