如何使用小波變換與傅里葉分析進(jìn)行諧波檢測的詳細(xì)方法研究

　　電力系統(tǒng)提供的電能應(yīng)是一個標(biāo)準(zhǔn)正弦波。但由于接入電網(wǎng)的設(shè)備存在大量非線性負(fù)載，使得大量諧波被引入電網(wǎng)。而日趨復(fù)雜的電網(wǎng)信號成分中，非穩(wěn)態(tài)諧波所占的比例越來越大，帶來的影響也越來越嚴(yán)重，危害電力系統(tǒng)運(yùn)行的同時也給諧波檢測帶來了一定困難。為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全，必須采取相應(yīng)的對策解決諧波問題。而對諧波問題的研究，首先要進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測和分析，剖析諧波成分。

　　本文闡述了諧波的基本概念、諧波問題的危害、諧波問題研究的發(fā)展趨勢；對諧波檢測的幾種方法和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡要介紹；著重針對傅立葉變換、小波變換和小波熵理論在諧波檢測中的應(yīng)用進(jìn)行分析，利用小波變換時頻局部化雙重特性、快速傅立葉變換的頻率檢測能力和小波熵對信號擾動的敏感性，提出一種將三種分析方法相結(jié)合的混合檢測方法。

　　針對目前諧波檢測方法存在的問題——對穩(wěn)態(tài)諧波和非穩(wěn)態(tài)諧波同時存在的信號難以進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，本文在建立諧波信號模型的基礎(chǔ)上，分別采用快速傅里葉變換、小波變換和小波熵的方法對信號模型進(jìn)行分析，明確三種方法在諧波檢測中的優(yōu)勢與劣勢，確定它們的適用范圍，將三種方法的優(yōu)勢相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)諧波檢測。通過對比得出：對于穩(wěn)態(tài)諧波，傅里葉變換給出的檢測結(jié)果最準(zhǔn)確，同時計算速度快，運(yùn)算量小，是穩(wěn)態(tài)諧波檢測的有效方法。小波變換可以對不同的頻率信號進(jìn)行單獨(dú)觀察，并能夠有效的檢測出信號中的非穩(wěn)態(tài)成分。小波熵可以準(zhǔn)確定位擾動發(fā)生時刻，提取擾動信號的相關(guān)信息。

　　本文提出的混合算法具體方案為：采用小波變換將諧波信號成分按照低頻和高頻劃分為兩個部分，傅立葉變換對低頻部分進(jìn)行分析，得出穩(wěn)態(tài)諧波的幅值、相位。小波熵對高頻部分進(jìn)行分析，得到非穩(wěn)態(tài)諧波的時域信息。結(jié)合三種算法各自的優(yōu)勢，完成對穩(wěn)態(tài)諧波和非穩(wěn)態(tài)諧波同時存在的信號的諧波檢測。通過仿真驗(yàn)證所提出檢測方法的有效性。