基本信息
内容简介
本书凝结了作者多年来的研究成果，深入论述了小波分析在电能质量扰动检测中的应用。本书介绍了小波分析的相关知识，特别是复小波、构造小波、第二代小波等；针对电能质量检测中的诸多难点问题进行了详细剖析，研究了如何应用小波模极大值原理检测暂态扰动、小波特性对检测效果造成的影响、如何充分利用复小波的相位信息提高检测精度和判别扰动类型，对比了小波较傅里叶变换在谐波检测中的优势，给出了尺度-频率的间谐波检测方法及二代小波的基频跟踪方法，并对其进行了大量仿真实验，并证明其是正确可靠的。
目录
前 言
第1 章 电能质量的概念 1
１. １ 引言 １
１. ２ 电能质量的定义与有关标准 ２
１. ２. １ 电能质量的定义 ２
１. ２. ２ ＩＥＥＥ 电能质量标准 ２
１. ２. ３ ＩＥＣ 电能质量标准 ３
１. ２. ４ 我国电能质量标准 ３
１. ３ 电能质量问题的分类 ４
１. ３. １ 稳态电能质量问题 ４
１. ３. ２ 暂态电能质量问题 ６
１. ４ 电能质量扰动检测方法 ６
１. ４. １ 时域分析方法 ６
１. ４. ２ 频域分析方法 ７
１. ４. ３ 时￣频域分析方法 ８
１. ４. ４ 其他方法 ９
１. ５ 电能质量问题研究现状 １０
第2 章 小波变换 12
２. １ 傅里叶变换 １２
２. １. １ 连续傅里叶变换 １２
第1 章 电能质量的概念 1
１. １ 引言 １
１. ２ 电能质量的定义与有关标准 ２
１. ２. １ 电能质量的定义 ２
１. ２. ２ ＩＥＥＥ 电能质量标准 ２
１. ２. ３ ＩＥＣ 电能质量标准 ３
１. ２. ４ 我国电能质量标准 ３
１. ３ 电能质量问题的分类 ４
１. ３. １ 稳态电能质量问题 ４
１. ３. ２ 暂态电能质量问题 ６
１. ４ 电能质量扰动检测方法 ６
１. ４. １ 时域分析方法 ６
１. ４. ２ 频域分析方法 ７
１. ４. ３ 时￣频域分析方法 ８
１. ４. ４ 其他方法 ９
１. ５ 电能质量问题研究现状 １０
第2 章 小波变换 12
２. １ 傅里叶变换 １２
２. １. １ 连续傅里叶变换 １２
前言
小波分析是近２０ 年来发展起来的一门新兴数学分支. 它是傅里叶分析划时代的发展成果. 是２０ 世纪数学研究成果的杰出代表之一. 小波分析以其没有固定的核函数和可以提供一个可变的时￣频窗而较传统的傅里叶变换体现出无比的优越性. 从而成为电能质量扰动信号分析的有力工具. 电能是由供、用双方共同保证质量的一种特殊商品. 电能作为商品走进市场. 与其他商品一样. 无疑要讲求质量. 电能质量问题也成为电力部门和终端用户需要共同面对的实际问题. 如果电能质量出现问题. 不仅很难保证用电装置和设备正常工作. 而且会使设备寿命缩短、电网损耗增加. 甚至还能引起系统发生谐波谐振、继电保护和自动装置误动作、仪表指示和测量不准及产生通信干扰等一系列问题. 同时. 电能质量的下降. 也会影响人们的生活. 造成了巨大经济损失. 本书旨在将先进的小波分析应用到电能质量检测中.如何做到小波的理论与工程实际应用的有机结合. 这是一个富有挑战性的难题. 因为这不仅需要对小波理论有较深的理解. 同时还必须有从事工程应用性课题的研究实践. 本书正是作者多年来科研成果的结晶. 相信有助于读者在小波技术方面建立起理论联系实际的桥梁. 为读者更好地从事小波研究特别是将小波应用于工程实践奠定良好的基础.本书共１０ 章. 第１ 章介绍了电能质量的定义和标准及各种电能质量扰动检测方法. 对电能质量问题的研究现状进行了阐述. 第２ 章介绍了傅里叶变换和小波变换. 并对其时￣频分析能力进行了比较. 给出了常见小波的小波函数和尺度函数. 第３ 章在深入研究小波的消失矩、支集、正则性等特性的基础上. 给出了在暂态电能扰动信号检测中小波选取的原则.第４ 章分析了小波在信号奇异性检测中的原理. 并提出了利用小波分解最细尺度的模极大值实现暂态电能质量扰动信号检测的实用判据. 第５ 章在分析复小波变换及其相频特性的基础上. 克服传统信息组合差异性和计算复杂性的不足. 提出了基于复小波变换相位差值的扰动检测新方法. 第６ 章以现有正交紧支ｄｂ４ 实小波为基础. 构造出相应的复数小波. 给出了详细的高通、低通滤波器系数求解过程. 实现了扰动检测. 第７ 章对谐波检测中的关键问题———采样频率和小波分解尺度———进行了细致探讨. 针对不同谐波模型进行了ＦＦＴ 和小波变换比较研究. 第８ 章利用Ｍｏｒｌｅｔ 小波进行连续小波变换. 提出了间谐波的尺度￣频率检测新方法. 第９ 章给出了基于提升多分辨率算法的基频跟踪原理. 在确定采样频率后. 选取ｄｂ５ 小波进行提升. 给出了详细的基频跟踪实用步骤. 第１０ 章对全书的内容进行了总结和展望. 附录对稳态和暂态电能扰动给出了具体的信号模型和实例.本书实现了作为数学工具的小波分析与电气工程的实际问题电能质量检测的有机结合.Ⅳ小波分析在电能质量检测中的应用研究为突破小波的数学障碍. 本书没有过多的枯燥理论叙述. 而代之以电能质量检测中诸多工程实际问题的分析. 重点突出“应用”. 由浅入深. 利于读者掌握. 本书对电能质量检测中的很多细节关键问题提出了新的观点. 并进行了验证. 这为电力部门进一步提高供电质量提供了很好的技术支撑.本书旨在将理论应用于实践. 突出“应用”. 以克服人们对于小波变换深奥数学理论掌握的障碍. 着力体现其作为一个强有力的新型数学分析工具在工程实际中的应用. 以显现小波变换的实用价值. 让更多的高校师生和企业的工程技术人员掌握这一技术. 更好地解决电力工程的实际问题. 使得小波在电力系统中的应用得到更多更快更好的发展.由于作者水平有限. 不妥之处恳请读者和同行专家批评指正.龚静２０１７ 年９ 月
书摘
《小波分析在电能质量检测中的应用研究》：
2.间谐波危害
间谐波会使得电动机的定子、转子产生附加的热损耗，由于涡流和趋肤效应的关系，定子和转子导体内的这些附加损耗要比直流电阻引起的损耗大，进而导致局部过热而损坏。间谐波对电动机的噪声和振动影响很大，若电动机电源中含有间谐波分量，气隙磁通和转子电流因间谐波而相互作用产生的力可分解成多频分量。若这些分量的频率和电动机定子的固有频率接近且在“圆周振型”阶数上耦合较深，就会产生很强的噪声和振动。间谐波会引起仪表计量误差，致使电能计量失准。含有高次谐波的电压加在电容器两端时，使电容器的总运行电流变大、温升增加、寿命减短，很容易发生过负荷以致损坏，甚至产生爆炸。间谐波电流使电力线路的电能损耗增加，从而在线路上引起过电压，有可能击穿线路设备的绝缘。在电缆输电的情况下，间谐波电压以正比于其幅值电压的形式增强了介质的电场强度，这影响了电缆的使用寿命。间谐波的存在，对附近的通信设备和线路产生信号干扰，影响通信网络正常的通信载波工作。
因此，正确认识间谐波已成为电能质量考核的重要指标之一，有必要对间谐波问题做出更精深的研究，以建立无间谐波污染的绿色电网。
……
2.间谐波危害
间谐波会使得电动机的定子、转子产生附加的热损耗，由于涡流和趋肤效应的关系，定子和转子导体内的这些附加损耗要比直流电阻引起的损耗大，进而导致局部过热而损坏。间谐波对电动机的噪声和振动影响很大，若电动机电源中含有间谐波分量，气隙磁通和转子电流因间谐波而相互作用产生的力可分解成多频分量。若这些分量的频率和电动机定子的固有频率接近且在“圆周振型”阶数上耦合较深，就会产生很强的噪声和振动。间谐波会引起仪表计量误差，致使电能计量失准。含有高次谐波的电压加在电容器两端时，使电容器的总运行电流变大、温升增加、寿命减短，很容易发生过负荷以致损坏，甚至产生爆炸。间谐波电流使电力线路的电能损耗增加，从而在线路上引起过电压，有可能击穿线路设备的绝缘。在电缆输电的情况下，间谐波电压以正比于其幅值电压的形式增强了介质的电场强度，这影响了电缆的使用寿命。间谐波的存在，对附近的通信设备和线路产生信号干扰，影响通信网络正常的通信载波工作。
因此，正确认识间谐波已成为电能质量考核的重要指标之一，有必要对间谐波问题做出更精深的研究，以建立无间谐波污染的绿色电网。
……
