[00140756]基于改进局部均值分解的电能质量扰动检测

现代电力系统中,电力电子设备的应用越来越广泛,各种非线性、冲击性、波动性负载也大量增加,使电力系统所遭受的电能质量污染也日趋严重。为了查明造成电能质量下降的原因,以便采取合理的措施提高电能质量,降低扰动带来的影响,对电能质量进行扰动检测是发现电力质量问题并进行治理和改善的前提条件。而且随着智能电网的发展,电气设备中的采样频率也发生了变换（如智能变电站合并单元中的采样频率为4000Hz,即每周期采80个点）,传统的电能质量扰动检测方法是基于傅立叶变换的基础之上,其采样频率为3200Hz或6400Hz,即每个周波的采样点数必须满足2的N次方。另外,传统的电能质量扰动检测主要涉及稳态谐波的检测。但近年来,电能质量暂态扰动情况严重,尤其是电压暂降、电压断电等暂态扰动造成的电能质量下降是用户投诉的主体。因此,为适应智能电网的快速发展,研发了基于改进局部均值分解的电能质量扰动检测算法。该方法可将非线性的电能质量扰动信号自适应地分解为若干PF分量之和,并且各PF分量按局部频率从高到低的顺序依次排列;每个PF分量由包络信号和调频函数之积组成,由包络信号可得每个PF分量的瞬时幅值,通过对纯调频函数求导可得PF分量的瞬时频率。针对由纯调频函数求导得到的瞬时频率无法准确定位扰动信号发生与恢复时刻这一难题,引入Hilbert变换,即通过对每个PF分量做Hilbert变换求取其瞬时频率。将局部均值分解得到瞬时幅值作为检测的幅值信息,参考局部均值分解所求取的瞬时频率和Hilbert变换所得的频率信息,确定扰动信号发生与恢复时刻和扰动信号频率,解决了应用Hilbert-Huang变换求取电能质量扰动信号所得幅值曲线波动较大问题,也克服了LMD难以精确定位扰动信号发生与恢复时刻的难题。基于改进局部均值分解的电能质量扰动检测指标达到国标GB/T19862-2005的要求;瞬变捕捉测量精度优于国际先进产品;另外,该成果还可定位扰动信号发生与恢复时刻,具有较高的检测精度。项目研究成果可应用于电能质量监测仪器和电能质量分析仪中,也可应用到传统变电站电能质量监测系统、智能变电站电能质量监测系统、智能电网的监测系统和电力系统故障信号分析。下一步拟将基于改进局部分解的电能质量扰动检测算法与DSP技术和模式识别相结合,开发手持的电能质量扰动检测设备。