基于matlab仿真的电能质量研究.doc

西南交大网络教育学院毕业设计第1页1题目基于MATLAB仿真的电能质量研究院系西南交通大学网络教育学院专业电气工程及其自动化姓名翟洪林指导教师郭蕾西南交通大学网络教育学院西南交大网络教育学院毕业设计第2页2院系西南交通大学网络教育学院专业电气工程及其自动化年级200815班学号08821754姓名翟洪林学习中心山东纺织学习中心指导教师郭蕾题目基于MATLAB仿真的电能质量研究指导教师评语是否同意答辩过程分满分20指导教师签章评阅人评语评阅人签章成绩答辩组组长签章年月日西南交大网络教育学院毕业设计第3页3毕业设计任务书班级200815班学生姓名翟洪林学号08821754发题日期年月日完成日期年月日题目基于MATLAB仿真的电能质量研究题目类型工程设计技术专题研究√理论研究软硬件产品开发一、设计任务及要求1了解常用算法(傅里叶、小波等)在电能质量检测仿真中的应用。2分析电能质量问题中的稳态和暂态扰动信号。3分别采用小波包和快速FOURIER算法进行电能质量分析，并用MATLAB软件进行仿真。4选定分析算法的正确性和合理性。二、应完成的硬件或软件实验对电能质量问题进行详细分析的基础上，采用一种基于傅里叶变换和小波变换的算法对电能质量进行检测。利用FFT算法实现稳态电能质量问题的检测，利用小波包分析方法实现暂态电能质量问题的检测，并对该算法采用MATLAB软件进行仿真研究。三、应交出的设计文件及实物(包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等)毕业设计、毕业论文。西南交大网络教育学院毕业设计第4页4四、设计进度安排第一部分搜集资料，整理实际工作中一些经验。(2周)第二部分整理成理论片断。(4周)第三部分成文。(6周)评阅及答辩(周)指导教师年月日学院审查意见审批人年月日西南交大网络教育学院毕业设计第5页5诚信承诺一、本设计是本人独立完成；二、本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩资格。承诺人(钢笔填写)年月日西南交大网络教育学院毕业设计第6页6目录目录7摘要10ABSTRACT11一概述1211研究背景1212研究现状1213本文进行的主要工作13二电能质量基础理论及国家标准1421电能质量定义1422电能质量问题的一般分类1423暂态16231脉冲暂态16232振荡暂态1724短期电压变化17241电压骤降18242电压骤升18243断电1925长期电压变化19251过电压19252欠电压19253持续停电2026电压不平衡2027波形畸变21271直流偏移21272谐波21273间谐波23274陷波23西南交大网络教育学院毕业设计第7页7275噪声2428电压波动和闪变2429电源频率变化25210电能质量国家标准25三电能质量问题的分析方法2731电能质量分析方法综述2732时域仿真方法2733频域仿真方法2834基于变换域的方法28341傅立叶变换28342傅立叶变换的基本概念28343离散傅立叶变换29344快速傅立叶变换(FFT)29345傅立叶变换在电能质量分析中的应用30346短时傅立叶变换31347短时傅立叶变换基本理论31348短时傅立叶变换在电能质量分析中的应用32349小波变换323410连续小波变换333411离散小波变换343412多分辨率分析353413小波包变换373414小波包的定义383415小波包的空间分解393416小波包算法403417三种方法的比较40四基于小波包和傅立叶变换的电能质量分析方法4241信号仿真43411小波包对暂态电能现象的仿真43西南交大网络教育学院毕业设计第8页8412下面是对断电现象的小波包分解和重构的仿真图形43413电压骤升信号的仿真44414电压骤降信号仿真46415脉冲暂态信号仿真47416FFT对稳态电能现象的仿真51417对电压波动信号的仿真51418对谐波信号的仿真52419对正弦波信号的仿真53总结和展望54致谢54参考文献55西南交大网络教育学院毕业设计第9页9摘要电能是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态，是电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品。其应用程度已成为一个国家发展水平的主要标志之一，随着科学技术和国民经济的发展，电能质量问题已越来越受到社会的重视，因此建立电能质量检测与分析系统，对其进行正确的检测、评估和分类，不仅对于电力系统，而且对于用户而言，都显得十分重要。本文首先系统地介绍了电能质量现象及其理论基础，对各种电能质量扰动的分类、定义、特征及其产生的原因进行了详细的阐述，并简要介绍了我国电能质量标准。在对电能质量问题进行详细研究的基础上，提出一种基于小波包变换和傅立叶变换的电能质量检测分析方法。该方法采用快速傅立叶算法实现稳态电能质量问题的检测，采用小波包分析算法实现暂态电能质量问题的检测。随后使用MATLAB软件对其分析方法进行了大量的仿真研究，其中包括稳态电能质量中的电压波动信号、谐波信号和正弦波信号的仿真；暂态电能质量中的断电现象、电压骤升、电压骤降和脉冲信号的仿真，并取得了有意义的结果，验证了该算法的实用性和可行性。在论文的最后，对基于包小波变换和傅立叶变换的电能质量检测分析的算法进行了总结概括和展望，并提出了有待于改进的不足之处。关键字电能质量稳态电能质量暂态电能质量快速傅立叶变换小波包变换西南交大网络教育学院毕业设计第10页10ABSTRACTENERGYISANECONOMIC,PRACTICAL,CLEANANDEASYTOCONTROLANDCHANGETHEENERGYPATTERNS,ISTHEELECTRICITYSECTORTOPROVIDEELECTRICITYUSERSBYTHEGENERATIONSIDE,THESUPPLYSIDE,ELECTRICITYTRIPARTITEJOINTUNDERTAKINGOFASPECIALQUALITYPRODUCTSITSAPPLICATIONHASBECOMEONEOFTHEMAININDICATORSOFTHECOUNTRY SDEVELOPMENTLEVEL,ASSCIENCEANDTECHNOLOGYANDTHEDEVELOPMENTOFTHENATIONALECONOMY,POWERQUALITYISSUESHAVEBECOMEMOREANDMOREATTENTIONBYTHECOMMUNITY,THEESTABLISHMENTOFPOWERQUALITYTESTINGANDANALYSISSYSTEM,ITSCORRECTDETECTION,ASSESSMENTANDCLASSIFICATIONSYSTEMSNOTONLYFORELECTRICITYBUTALSOFORUSERS,BECOMESVERYIMPORTANTTHISPAPERSYSTEMATICALLYINTRODUCESPHENOMENONANDTHEORIESFOUNDATIONOFTHEPOWERQUALITYFIRST,ANDEXPOUNDSTHECLASSIFICATION,DEFINITION,CHARACTERISTICOFTHEVARIOUSPOWERQUALIT