基于壓縮感知的智能電表設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著電子技術的不斷發(fā)展，越來越多產生諧波的用電設備接入電網，而大量的諧波進入電網會影響電力系統(tǒng)的電能質量。如何對電能質量問題進行有效地分析和控制已經引起國內外相關領域的廣泛關注。同時，智能電網的發(fā)展也對智能電表的功能運用提出了更高的要求，以實現(xiàn)電能管理系統(tǒng)信息化、自動化和互動化。新型智能電表除了能完成傳統(tǒng)電表測量電量消耗的功能外，還能實時監(jiān)測電壓、電流、有功/無功功率等參數(shù)，分析電能質量，并能檢測是否存在偷電行為。
　　 本文針

2、對下一代智能電網的發(fā)展趨勢和面臨的諸多問題，深入討論了壓縮感知的基本原理，將壓縮感知理論和電能質量信號處理結合，根據(jù)智能電網中電能質量信號的稀疏性和相關性等信號特征，并提出并實現(xiàn)了基于壓縮感知理論分別適用于電壓、電流信號和功率信號的數(shù)據(jù)壓縮和還原算法。然后根據(jù)提出的電能質量信號處理算法，結合智能電表系統(tǒng)平臺的信號處理過程，提出了一套全新的電能質量采集，處理和傳輸方法。再按照新型智能電表的應用需求，結合嵌入式系統(tǒng)和電能質量信號采集方案，設

3、計了一套具有電能信號數(shù)據(jù)壓縮功能的智能電表監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，并依此實現(xiàn)了一套完整的智能電表監(jiān)控原型系統(tǒng)。該原型系統(tǒng)在對電能質量多種參數(shù)(電壓、電流、功率因數(shù)等)進行實時采樣過程中利用壓縮感知原理進行數(shù)據(jù)壓縮，基本解決了智能電表系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)膯栴}。
　　 在該原型測試系統(tǒng)環(huán)境下，通過對不同用電情況下的電能信號處理性能進行比較和分析，結果表明電能質量信號在較高的壓縮比下，稀疏采樣性能指標較好，能夠真實反映不同負載和變化情況下