基于壓縮感知的電力系統(tǒng)諧波分析.pdf

1、電能質(zhì)量信息采集和數(shù)據(jù)分析是保證供電質(zhì)量、提升電網(wǎng)運(yùn)行效率和建設(shè)未來智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)性支撐，其中諧波信息的采集和分析至關(guān)重要。高密度的信息采集使數(shù)據(jù)量呈爆炸式增長，因此該研究領(lǐng)域已試圖將壓縮感知引入諧波等數(shù)據(jù)的信息采集，以克服傳統(tǒng)Nyquist采樣的缺陷和高密集信息采集的數(shù)據(jù)存儲問題，更加適應(yīng)電網(wǎng)監(jiān)測環(huán)境。
　　本文立足于研究現(xiàn)狀，在研究探討和仿真分析了諧波數(shù)據(jù)壓縮采集和重構(gòu)過程中稀疏基、測量矩陣和恢復(fù)算法選取的基礎(chǔ)上，闡述和提出了

2、一種“基于壓縮感知的諧波分析方法”和一種“適用于電網(wǎng)諧波信號的壓縮感知改進(jìn)恢復(fù)算法”。
　　首先，本文分析出諧波信號在DFT基下具有良好稀疏性，闡述了一種壓縮感知諧波分析方法的實(shí)現(xiàn)框架，該框架在信號重構(gòu)過程同時實(shí)現(xiàn)諧波分量檢測功能。實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的壓縮感知諧波分析方法的檢測結(jié)果能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的精度要求。特別地，當(dāng)壓縮比為30％時，該諧波分析框架可將頻率、幅值和相位的檢測誤差保持在10-3、0.15%和0.1o以內(nèi)，滿足國家標(biāo)

3、準(zhǔn)較高精度的檢測要求。
　　其次，考慮到實(shí)際電網(wǎng)的諧波信號中，諧波分量的幅值能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基波分量，進(jìn)一步分析出諧波信號的“基波分量稀疏度”性質(zhì)。在此性質(zhì)基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種適用于諧波信號的壓縮感知恢復(fù)算法，通過濾除壓縮信號中的基波分量實(shí)現(xiàn)算法對諧波分量的性能優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)表明，相比于SPG算法，該恢復(fù)算法對頻率檢測誤差最多可降低0.001Hz，對幅值檢測誤差最多可降低約0.15個百分點(diǎn)，對相位檢測誤差最多可降低約0.24o，同時在重構(gòu)性