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电能作为现代社会的重要能源之一,广泛应用于工农业生产、人民生活、国防科技等各个领域。近年来,随着新型电力电子设备的广泛应用,这些负荷的非线性、冲击性和不平衡的用电特性导致的谐波给电网造成的污染日益严重。谐波己成为影响电能质量的一大公害。
本文介绍了电力系统的谐波定义、谐波源、谐波影响,分析了常见的几种谐波源,并对其建模。在谐波信号分析中,通常信号中都存在着各种不易消除的噪声,所以在谐波分析前对噪声进行去除是十分必要的。小波分析由于在时域频域同时具有良好的局部化性质和多分辨率分析的特点,因此不仅能满足各种去噪要求如低通、高通、陷波、随机噪音的去除等,而且与传统的去噪方法相比较,有着无可比拟的优点,成为信号分析的一个强有力的工具,被誉为分析信号的数学显微镜。小波分析由于能同时在时域和频域中对信号进行分析,所以它能有效地实现对信号的去噪。这也是小波分析的一个重要的应用领域。
本文的工作首先是针对变压器、旋转电机、电弧炉、整流电路等实际应用的需要,运用Simulink对整流电路、逆变电路、直流斩波变换电路、交流调压电路、单相谐波信号模型等电路进行仿真。其次,即本文的主要工作是,根据小波阈值去噪原理和性能要求,在大量阅读相关文献,经过本人反复仿真计算比较试验后,构造出一种含待定参数的新阈值函数并运用智能自动寻优算法获取最优阈值函数。仿真结果表明,该最优阈值函数去噪结果优于其他各种阈值函数方法。小波阈值去噪方法应用最为广泛,它的重要问题就是阈值门限以及阈值函数的选取。采用同一种小波对同一个信号进行去噪处理的时候,阈值的选取直接关系到去噪效果的优劣。如果阈值选取过小,那么有一部分的噪声小波系数将不能被置零,从而在去噪后的信号中保留了部分噪声信息,使去噪的效果变差。如果阈值选的偏大,则会将一部分有用信号去掉,使得去噪后的信号丢失信息。因此,在去噪的过程中如何更有效地进行阈值选取,使得噪声被去除的同时尽可能的避免有用信号的丢失,是一个值得研究的问题。同样阈值函数也是非常重要的,传统的阈值函数有着各方面的缺陷,在本文中构造了一个新的阈值函数,利用它可以得到比其他各种阈值函数方法更好的去噪效果。本文还运用基于小波理论的方法对谐波进行了检测。