新能源发电技术——电能质量检测分析监控新技术

近年来，基于数字技术的各种分析方法已在以下电能质量领域中得到应用：
① 分析谐波在网络中的分布
② 分析各种扰动源引起的波形畸变及在网络中的传播
③ 分析各种电能质量控制装置在解决相关问题方面的作用；
④ 多个控制装置的协调以及与其他控制器的综合控制等问题。
目前所采用的方法有三种：
(1) 时域仿真方法 该方法在电能质量分析中的应用最为广泛，其主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。目前较通用的时域仿真程序主要有EMW、EMTEC、NETOMAC、BPA等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、MATLAB、SABER等电力电子仿真程序两大类。由于这些仿真程序在不断发展中，其功能日益强大，还可利用它们进行电力设备、元件的建模和电力系统的谐波分析。 [FS:PAGE]
(2) 频域分析方法 该方法主要用于谐波问题的分析计算，包括频率扫描，谐波潮流计算等。考虑到一些非线性负载的动态特性，近年来又提出一种混合谐波潮流的计算方法，即在常规的谐波潮流计算法基础上，利用EMTP等时域仿真程序对非线性负载进行仿真计算，可求出各次谐波动态电流失量，从而得到动态谐波潮流解。
(3) 基于变换的方法 这里主要指Fourier变换方法、短时Fourier变换方法和小波变换(wavelet)方法。作为经典的信号分析方法Fourier变换具有正交、完备等许多优点，而且有象FFT这样的快速Fourier算法，因此已在电能质量分析领域中得到广泛应用。但在运用FR时，必须满足以下条件：①满足采样定理的要求，即采样频率必须是最高信号频率的两倍以上；②被分析的波形必须是稳态的、随时间周期变化的。因此；当采样频率或信号不能满足上列条件时，利用FFT分析会给分析带来误差。此外，由于FFT变换是对整个时间段的积分，时间信息得不到充分利用；信号的任何突变，其频谱将散布于整个领带。为解决上述问题，Gabor利用加窗，提出了短时Fourier变换方法，即将不平稳过程看成是一系列短时乎稳过程的集合，将Fourier变换用于不平稳信号的分析。由于实际多尺度过程的分析要求时—佰窗口具有自适应性，即高频时频窗大、时窗小；低频时频窗小，时窗大，而STFT的时—频窗口则固定不变。因此，它只适合于分析特征尺度大致相同的过程，不适合分析多尺度过程和突变过程。而且这种方法的离散形式没有正交展开，难以实现高效算法。小波变换由于具有时—频局部化的特点，克服了以上FFT和STFT的缺点，特别适合于突变信号和不平稳信号的分析。小波变换作为一种新的数字技术被引入工程界后，已在图像处理、数据压缩和信号分析等领域得到广泛应用。由于小波函数本身衰减很快，也属一种暂态波形，将其用于电能质量分析领域，尤其是暂态过程分析领域将具有FFT、STFT所无法比拟的优点。 最近，已有文献介绍应用小波变换方法进行电能质量评估、电磁暂态波形分析和电力系统扰动建模等电能质量问题的研究。