正文 基於S變換的電壓暫降仿真與分析(2 / 2)

3 利用S變換提取PQD擾動特征

根據電氣與電子工程師協會(Institute ofand Electronics Engineers,IEEE)的定義,電壓暫降,又稱電壓凹陷或電壓跌落,是指在工頻條件下電壓的有效值減少到額定電壓的0.1-0.9倍的現象,其持續時間為0.5周波到1min。它是配電係統中常見的一種電壓擾動,通常由電機啟動或者遠端發生故障所引起,會導致一些敏感性負載誤動作或損壞,從而帶來一係列的損失。

3.1電能質量擾動信號類型及數學模型3.2電壓暫降信號仿真分析

通過MATLAB產生上述電壓暫降信號,采樣頻率為4.0KHz,電壓頻率取50Hz,取12個周波波形數據,信噪比(SNR)從40dB到20dB變化。圖(a)顯示了SNR為20dB白噪聲條件下的信號波形,圖(b)--圖(d)為S變換結果。

從變換結果可以看出,s變換清晰地表示出了擾動的特征,分析如下:

圖(b)中與額定頻率垂直的截麵可以清晰表明S變換係數沿著采樣時間軸方向先下降後回升,這就表明了電壓突降的特征,而且還可以通過係數變化發生的時刻和範圍求出擾動的發生時刻和持續時間。在采樣點約為350時,幅值下降,在采樣點約為750時,幅值回升,幅值下降了約50%。圖(c)為隨時間變化的信號幅值包絡線,圖中相同顏色的線表示相同頻率的幅值成分的分布,也就是說,該圖在反映信號幅值分布的同時,也反映了信號不同幅值成分的頻率分布情況。頻譜圖(d)描述了信號的頻率結構及頻率與該頻率信號幅度的關係,由圖可以觀察出該信號的主要構成頻率分布在20-100Hz,基波頻率大致為50Hz,可知該變換結果可以準確反映信號構成。

4結論

通過分析國內外對電能質量擾動問題的研究現狀,提出了消除電壓暫降帶來的消極影響的重要性與必要性。通過分析比較傅裏葉變換,小波變換和S變換的優缺點,本文采用了S變換對電壓暫降類電能質量擾動進行檢測、定位,通過分析S變換結果的三維網絡圖、幅值包絡線、頻域圖確定其特征,從而可以更好的解決問題。結果表明該方法是有效的,能準確地定位擾動發生的時刻與持續時間等特征量。

參考文獻:

[1]劉守亮,肖先勇,楊洪耕.基於S變換時頻等值線圖與幅值包絡線的短時電能質量擾動檢測與分類[J].繼電器,2005,33(22):49-52.

[2]全惠敏,戴瑜興.基於S變換模矩陣的電能質量擾動信號檢測與定位[J].電工技術學報,2007,22(8):119-125.

[3]占勇,程浩忠,丁屹峰,等.基於S變換的電能質量擾動支持向量機分類識別[J].中國電機工程學報,2005,25(4):51-56.

[4]程浩忠,艾芊,張誌剛.電能質量[M].北京:清華大學出版社,2006.

[5]陳祥訓.采用小波技術的幾種電能質量擾動的測量與分類方法[J].中國電機工程學報,2002,22(10):1-6.

[6]趙鳳展,楊仁剛.時頻分析方法在電能質量擾動檢測與識別中的應用[J].華北電力大學學報,2006,33(5):33-37.

[7]肖湘寧.電能質量分析與控製.北京:中國電力出版社,2004.56-58.