小波变换在电力系统谐波检测中的应用

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  【摘 要】随着中国经济的发展,科学技术不断取得重大的成果,在人们生活、工作中新型的电力、电子设备不断的得到广泛的应用,但是在电力设备等的应用过程中,会因为非线性、不平衡用电等特性的影响,出现谐波,对电网的运行和发展产生严重的影响。当前谐波是最影响电网运行质量的因素,使用小波变换的信号处理方法,可以有效的控制谐波,为此本文针对小波变换在电力系统谐波检测中的应用,以及相关的内容进行分析研究。
  【关键词】小波变换;电力系统;谐波
  引言
  在经济的快速发展下,科学技术不断的进步,取得显著的成绩,越来越多的电力设备在电力系统中得到应用,在这些电力设备运行的过程中,产生谐波严重的影响着电力系统、电网的安全和运行质量。在电网、电力系统运行的过程中,使用小波变换信号处理技术,对产生的谐波进行准确的检测,可以将其谐波消除,改善电力设备的运行环境,保证电网、电力系统的安全。
  1.谐波以及其危害
  电能是经济、科技等发展中的重要能源,也与人们的生活、工作密切相连,电力系统的稳定性和安全性是电能传输稳定的保障。在电力系运行中,电气设备的相互结合,共同完成电能的传输,但是在这些电力设备运行的过程中,产生的谐波,会影响电力系统的稳定性,影响电气设备的使用寿命等,对电能的传输质量也有较大的影响,为此在电力系统运行的过程中,需要加强干扰信号的消除、控制。谐波作为电力系统运行中影响较大的一种干扰信号,需要加强控制和消除,为电力系统的安全运行提供保障。
  谐波是周期电气量的正弦波分量,在电力系统运行中,谐波的频率是基波频率的整数倍,所以对电力信号产生的干扰作用较大。在电力系统运行中,因为非线性载荷的存在,是的电力系统运行中产生的谐波也具有非线性、随机性等特征[1]。
  随着电力系统的发展,电力设备的运用,使得各种电力电子设备使用产生的污染问题日益严重,也使得电力系统、电网等受到严重的危害。电力设备受到危害,会减少使用寿命,造成电力事故等。在电力设备运行中产生的谐波,针对电力系统产生的影响主要为:
  第一,谐波的产生,使得电力系统、电网中的元件受到谐波的影响而发生损耗,进而影响到电力系统、电网中输配电等设备的运行质量和效率。谐波在电力系统、电网运行工作中的大量产生,还会是的输电线路的温度过高,甚至造成火灾。
  第二,电力系统运行中,谐波的产生,影响系统中各个电气设备的工作。谐波在电力系统运行中的产生,会增加电气设备的损耗、引发机器振动、产生噪声等,还会使得电气设备过热,寿命减短等,进而造成电气设备出现故障、损坏等。
  第三,在电网中,谐波的产生,将会造成电网出现局部并联振动等,将谐波放大,由于谐波被放大,其产生的危害和影响也将被放大,在电网运行中,产生更为严重的后果。
  第四,谐波的产生会造成各种自动化的电气设备出现失灵的反映,影响电气设备测量的准确度。在电力系统中,谐波的产生会对相邻通信设备、通信系统的运用产生较大的干扰和影响,降低通信设备和通信系统的通信质量,更为严重的是造成通信信息的丢失,影响通信系统、通信设备的正常运行、工作[2]。
  谐波对电力系统产生的影响,随着电力设备的运用,不断的增加严重的影响着电力系统的安全性和稳定性,为了消除谐波给电力系统产生的危害和影响,保证电力系统的正常运行和安全,使用小波变换信号处理技术,在电力系统中对谐波进行准确的检测,并制定谐波消除、控制的措施,保证电力系统的安全运行。
  2.小波变换在电力系统谐波检测中的应用
  在电力系统中,谐波的检测是治理谐波的首要问题,针对谐波的检测,当前有多种检测方法,例如小波变换、神经网络、模拟滤波等等。小波变换主要是一种时频分析信号处理技术,当前在电力系统中的应用,主要是针对电力系统中的电压、电流信号等的检测。
  在电力系统中,小波变换根据所需时间、频率的精度,对电力系统进行分析处理。电力系统中低频区的信号相对的平缓,含有的频率成分也就比较多,使用小波变换信号处理技术,对电力信号中的谐波信号频率进行检测分析,可以提高信号频率的检测效率,进而节约时间,提高信号频率的分辨率。在电力系统的高频区,因为存在瞬态变换,所以相对应的频率改变量,对电力系统高频区设备的信号产生的影响不大,所以在电力系统高频区,使用小波变换可以通过关注信号的瞬态变换,降低信号频率的分辨率,也就是说,小波变换在电力系统中的应用,可以实现在多频率下的信号分解。
  所以,小波變换在电力系统中对谐波的检测应用,具有可行性,且可以保证检测的准确度。小波变换在电力系统谐波检测中的应用,主要有:
  (1)对信号特征进行检测
  使用小波变换对电力系统中谐波检测,对信号体征的检测分为三个方面:突变信号的检测、信号频率的检测、信号趋势的检测。使用小波变换在时域、频域的分析下,运用小波对突变信号的敏感性,对突变信号的产生的位置进行准确的转别,并确定信号产生的细节,对突变信号进行有效的分析。小波变换对突变信号的检测主要为信号间断点变化检测、电力信号故障检测等。
  谐波的产生,影响电力系统原始信号,会造成电力系统原始信号出现畸变,进而无法分别出信号的发展趋势和走向,影响信号分析结果。利用小波变换,对信号趋势进行检测,想先从频率角度检测分析,小波变换将电力系统原始信号中的高频辛亥滤除,使得信号接近信号发展趋势。通过小波变换对谐波的检测分析,将隐藏在电力系统干扰信号中的有用信号凸显出来,对信号进一步的分析,为电力系统的运行,提供可靠的信息。在电力系统中谐波的检测,主要是将电力信号中的高次谐波分离,利用小波变换信号处理技术,获得不同尺度下的不同时间、信号频率的分辨率等,实现对不同频率区信号的分离处理,完成电力系统中频率成分的检测。
  (2)对信号进行处理   在电力系统运行中,谐波产生的危害较大,所以使用小波变换对其进行检测分析之后,需要对谐波信号进行处理。电力系统运行中干扰信号的处理方法主要有降噪、滤波,降噪是对电力系统运行中常见的干扰信号进行处理的方法。造电力系统谐波检测中,噪声是影响谐波检测准确率的主要障碍因素,所以需要根据造成的大小进行不同形式的噪声处理。
  小波变换对信号进行处理,先将高频系数清零,然后对信号进行重构处理,这种消除造成的方法,虽然看,重构后的信号平滑,但是容易将信号中有用的高频信号分量丢失。为了保证信号的准确性,使用小波变换信号处理技术,在不同的分解层次上,对地区分信造成、突变信号等进行有效的区分,进而实现降噪的效果[3]。小波变换在电力系统谐波检测中的应用,将信号中有用的信号提取出来,然后进行信号分析,可以将检测准确度、精度提高。滤波是目前电力系统中,采用不断另一种信号处理方法,让部分频率的信号通过,将其余频率的信号过滤掉。而小波变换可以分别出信号的高低频,便于滤波功能的实现。
  在实际的电力系统谐波检测中,对谐波检测质量产生影响的影响有很多,为了将小波变换信号处理技术在电力系统谐波检测中广泛的应用,需要不断的加强技术的研究,改进小波变换的处理方法,为谐波检测提供新的方法,实现高效、准确的谐波检测。
  小结
  在电力系统发展中,谐波是影响电力系统运行安全性、稳定性的主要影响因素,使用小波变换,对电力系统谐波进行检测,是谐波检测的重要方法,也是其发展趋势。随着电力系统的发展,小波变换技术的改进,小波变换技术必然会成为谐波检测的第一信号处理技术,在电力系统、电网等中电力信号检测中,将会被广泛的采用。小波变换信号处理技术在谐波检测中的应用,提高了谐波检测的质量和准确度,为电力系统供电质量、供电安全等提供了保障,所以在今后的电力系统研究中,小波变换谐波检测需要进一步深入的研究。
  參考文献:
  [1]张天瑜.基于谐波小波的电力系统谐波分析[J].现代电子技术,2009(05):159-162+166.
  [2]苏义鑫,周阳宁,陈敏.小波变换在电力系统谐波检测中的应用[J].中国水运(下半月),2009(02):101-102+106.
  [3]李远军,许钢,林园胜,周伟峰.基于小波变换的电力系统谐波检测的研究[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2014(06):78-81.
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