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近年来,随着电力电子技术的发展和广泛应用,配电网中的整流器、变频调速装置、电弧炉以及各种电子设备不断增加,这些负荷的非线性、冲击性和不平衡的用电特性,使电力系统谐波污染日益严重,谐波己成为影响电能质量的公害。
谐波测量是谐波问题的一个重要分支,它是谐波问题研究的主要依据,也是研究分析谐波问题的出发点。谐波测量方法是谐波测量的核心环节,本文对谐波测量方法进行了研究分析。
本文首先介绍了电力系统谐波的基本概念、谐波产生的原因、谐波危害、谐波源及传统的谐波测量方法及其不足。然后探讨了连续小波变换、离散小波变换、小波包变换等小波理论中几种重要的变换方法,分析了这几种小波变换的时频特性。针对目前电力系统谐波分析方法中存在的难以快速、准确对非平稳暂态谐波进行实时分析和检测等问题,提出研究了一种基于小波包分解系数重构算法的谐波分析、测量方法;研究、提出并建立了基于小波包分解系数重构算法的谐波有效值测量和信号畸变定位方法,据此可实现电力系统的各次谐波跟踪,为对谐波采取行之有效的实时补偿提供理论依据;建立了一种基于小波包分解系数重构算法的自适应有源滤波器,探索利用小波变换将某一信号分解到某一频带上,根据采样频率及其小波包分解尺度确定频带范围,实现该频带所包含的谐波含量分析,获得频带内所有整数次和非整数次谐波量值,克服传统谐波测量因频谱泄漏、栅栏效应造成的信息遗漏,提高测量的可靠性与准确性。
本文通过对小波变换在有源电力滤波器设计的研究,实现电力有源滤波器能动态、实时地根据电网中的谐波成分进行谐波补偿或消除,并有良好的滤波效果,滤波特性也不受电网阻抗的影响。