近年来,电能质量问题日益引起电力部门和广大用户的广泛关注。为了采取合理的措施来提高电能质量,必须首先建立电能质量监测分析系统,对电能质量进行正确的检测、评估和分类。本文在总结原有的电能质量分析方法的基础上,提出采用小波变换和傅立叶变换相结合的方法进行电能质量监测和分析,并尝试用硬件系统予以实现。 本文首先系统而简要地介绍了电能质量现象及其理论基础、各种电能质量扰动的分类、定义、特征及其产生的原因等;其次,对傅立叶变换、短时傅立叶变换和小波变换这三种方法的基本原理及其在电能质量分析领域的应用现状做了探讨和比较,分析了各种方法的特点及其适用条件;进而,通过对大量典型信号的仿真分析确立了电能质量分析算法,并验证了该方法的优越性。 实际的电能质量信号可能含有高频突变部分和噪声部分。小波变换的自适应性使其对电能质量扰动信号的消噪有着传统低通滤波器无法比拟的优点。本文采用小波消噪的方法对信号进行预处理,获得了良好的效果。 本文基于信号的奇异性检测理论,利用小波分解的高频系数是否具有模极大值作为区分稳态和非稳态现象的判据。并利用快速傅立叶变换方法对谐波、闪变和纯正弦波等稳态现象进行分析。同时利用小波变换的快速算法—Mallat算法来确定非稳态扰动的持续时间和扰动波形,从而区分各种非稳态扰动现象。 最后,本文从电能质量在线监测的角度出发,采用基于小波变换和傅立叶变换的电能质量分析方法,设计了以TMS320LF2407A为核心的硬件监测系统,并采用C语言编程实现电能质量分析算法,从仿真和实验角度验证了系统的可行性,为小波理论用于工程实际做了可行工作。