基于快速S變換和卡爾曼濾波算法的電能質(zhì)量分析系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國電網(wǎng)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，越來越多的大容量分布式電源、大功率電力電子裝置接入電網(wǎng)，給電網(wǎng)電能質(zhì)量問題帶來了前所未有的挑戰(zhàn)，電力供應(yīng)的質(zhì)量問題也正日益受到關(guān)注。保證供電可靠性和電能質(zhì)量已被提升到了國家電網(wǎng)核心責(zé)任的高度。因此，開展對(duì)電能質(zhì)量信號(hào)分析等問題的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。
　　深入研究電能質(zhì)量問題需要有效的算法來提取出電能擾動(dòng)波形的特征量。本文就這一問題介紹了一種快速S變換法，它是經(jīng)典S變換法的改進(jìn)算法，能夠消除

2、經(jīng)典S變換結(jié)果中的冗余信息，因而減小了計(jì)算復(fù)雜度和計(jì)算所需的存儲(chǔ)空間?？焖賁變換法的計(jì)算復(fù)雜度與快速傅里葉變換相當(dāng)，能夠?qū)崟r(shí)在線運(yùn)行。本文用該算法和小波變換對(duì)電力系統(tǒng)主要的暫態(tài)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，對(duì)比分析結(jié)果表明該算法能夠有效提取出電能擾動(dòng)波形的特征量，而快速S變換比小波變換有更好的抗噪聲性能。
　　為了能夠更加穩(wěn)定、快速和準(zhǔn)確的提取出電能擾動(dòng)信號(hào)的瞬時(shí)幅值、瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位等特征參數(shù)，本文提出了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的改進(jìn)算法。該算

3、法將快速S變換法與傳統(tǒng)卡爾曼濾波算法相結(jié)合，將快速S變換法提取出的信號(hào)特征量引入到卡爾曼濾波算法中，改善了原算法跟蹤快速突變信號(hào)的性能，提高了原算法計(jì)算突變信號(hào)特征參數(shù)的抗噪聲能力。本文通過MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的有效性。
　　最后設(shè)計(jì)了一個(gè)由DSP硬件電路和計(jì)算機(jī)軟件組成的系統(tǒng)。通過DSP硬件電路采樣信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的電能質(zhì)量波形，接著按 TCP協(xié)議將數(shù)據(jù)打包并上傳到計(jì)算機(jī)上，然后由計(jì)算機(jī)按本文介紹的兩個(gè)算法完成電壓信號(hào)