小波能量譜在超高壓輸電線暫態(tài)識別中的應(yīng)用.pdf

1、超高壓輸電線路是長距離輸電中的重要部分。為了保證高質(zhì)量的輸送電能，對超高壓輸電線路穩(wěn)定可靠運(yùn)行的要求就很高，如系統(tǒng)產(chǎn)生擾動(dòng)信號，必須及時(shí)的判別是否由故障產(chǎn)生，若不能及時(shí)準(zhǔn)確的做出判斷，切除故障，將會(huì)影響正常供電，引起巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。為了避免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，提高輸電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，需要及時(shí)正確的識別不同類型、不同位置的暫態(tài)信號，以便盡早的排除故障，避免進(jìn)一步的損失。隨著電力輸電網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)大和電壓等級的升高，輸電線路暫態(tài)信號識

2、別就變得日益重要。 本論文在詳細(xì)、深入的分析了超高壓輸電線路特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究和綜述了目前國內(nèi)外學(xué)者對于超高壓輸電線路暫態(tài)信號識別的研究現(xiàn)狀，并對小波能譜在暫態(tài)信號識別中應(yīng)用的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。 在闡述小波多分辨分析的基礎(chǔ)上，介紹了小波能譜的基本原理，并提出了基于小波能譜的矩陣相似度和小波相對熵的概念，為仿真和算法的建立奠定了理論基礎(chǔ)。為了解決不同電流幅值引起的判斷困難問題，提出將小波能譜矩陣進(jìn)行歸一化處理的思路，將同一尺

3、度上不同值域的數(shù)據(jù)都映射到同樣的值域內(nèi)。 探討了利用小波能譜識別電力暫態(tài)的可行性。首先建立了基于PSCAD/EMTDC的500kV超高壓輸電線路模型，仿真了單相接地短路故障、開關(guān)操作、故障性雷擊和雷電擾動(dòng)四種超高壓輸電線路中比較常見的暫態(tài)信號，并對比分析了它們的小波能譜。借鑒數(shù)學(xué)空間距離的計(jì)算方法，定量分析了不同暫態(tài)信號之間小波能譜的差別。比較分析結(jié)果表明，不同暫態(tài)信號在相同的高頻和低頻段能量分布存在差別，因此，利用小波能譜識別

4、不同暫態(tài)信號是可行的。 提出了基于小波能譜矩陣相似度的暫態(tài)識別方法。針對不同類型，不同位置的暫態(tài)信號的能量分布不同的特點(diǎn)，利用歸一化小波能譜矩陣作為判斷依據(jù)，計(jì)算待識別信號與標(biāo)準(zhǔn)能譜矩陣之間的矩陣相似度，根據(jù)相似度極大原則區(qū)分不同信號。仿真分析了四種常見的不同類型暫態(tài)信號的識別，以及不同位置開關(guān)操作產(chǎn)生暫態(tài)信號識別。仿真分析表明，基于小波能譜矩陣相似度的識別方法分類效果較好，能達(dá)到實(shí)際暫態(tài)信號識別的要求。 深入研究了小波

5、相對熵應(yīng)用于暫態(tài)信號識別中的潛力，對比分析了不同工況下暫態(tài)信號與其標(biāo)準(zhǔn)能譜矩陣之間、不同類型暫態(tài)信號的標(biāo)準(zhǔn)能譜矩陣之間、不同工況下同類信號自身高低頻段之間的三種小波相對熵的變化趨勢和值域。根據(jù)信號各自的小波相對熵特點(diǎn)，給出了基于小波相對熵的輸電線路暫態(tài)信號識別的方案。該方案同時(shí)利用信號與其標(biāo)準(zhǔn)矩陣之間和信號自身高低頻能譜之間的兩種小波相對熵的值域?qū)Σ煌瑫簯B(tài)信號進(jìn)行區(qū)分，仿真分析結(jié)果表明，該方案識別效果好，計(jì)算簡便，可望在輸電線路暫態(tài)識別