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)運行效率和建設未來智能電網(wǎng)的基礎性支撐，其中諧波信息的采集和分析至關重要。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)壓縮采集和重構過程中稀疏基、測量矩陣和恢復算法選取的基礎上，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恢復算法”。
　　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現(xiàn)框架，該框架在信號重構過程同時實現(xiàn)諧波分量檢測功能。實驗表明，本文提出的壓縮感知諧波分析方法的檢測結果能夠滿足國家標準的精度要求。特別地，當壓縮比為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

3、準較高精度的檢測要求。
　　其次，考慮到實際電網(wǎng)的諧波信號中，諧波分量的幅值能量遠遠低于基波分量，進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)基礎上，設計了一種適用于諧波信號的壓縮感知恢復算法，通過濾除壓縮信號中的基波分量實現(xiàn)算法對諧波分量的性能優(yōu)化。實驗表明，相比于SPG算法，該恢復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，對相位檢測誤差最多可降低約0.24o，同時在重構性