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加窗提升小波包在故障测距中的应用研究

作　者: 徐巧英
导　师: 姚志红
学　校: 上海交通大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 小波变换故障测距行波法提升小波变换小波包变换 Kaiser窗
分类号: TM755
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
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内容摘要

输电线路是电力系统运行的大动脉,是连接发电厂与终端用户的纽带。由于其工作环境极为恶劣,所以是电力系统中发生故障最多的地方,而且极难查找。在线路发生故障后,快速切除故障并迅速准确地找到故障点,不仅对及时修复线路、快速恢复供电,而且对整个电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的作用。对于传统的基于小波变换理论的双端故障测距算法,通过分析Mallat小波分解算法可知,若直接对所有数据进行小波变换,计算量大且误差明显。因此,本文首先提出加窗小波变换方法。该方法在小波变换前将采样数据与窗函数相乘,在有效滤去低频分量的同时减少小波分解层数,能够较为快速和准确地定位奇异发生的时刻。与经典Mallat小波算法相比,该算法具有计算量较小,速度较快,精度较高的特点。不过上述方法仅对信号的低频部分进行分解,而对高频部分也即信号的细节部分不再继续分解,不能很好地表示包含大量细节信息的信号。为此,本文又提出了加窗小波包变换方法。该方法同时对高频和低频分量进行分解,从而提高测距精度。仿真结果证明了其有效性。但也由于小波包变换同时对高频和低频分量进行分解导致计算量大大增加,为此,本文提出了加窗提升小波包变换。通过提升格式能显著提高小波包分解的速度,减少运算量。仿真结果表明,采用加窗提升小波包变换的行波测距法能够迅速准确地提取行波信号的波头位置,不但减少了计算量,加快了速度而且具有较高的精度。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-12
第1章绪论  12-23
  1.1 课题背景及意义  12
  1.2 故障测距的要求  12-13
  1.3 行波故障测距的发展历程  13-14
  1.4 行波故障测距的研究现状  14-21
    1.4.1 单端法  14-17
    1.4.2 双端法  17-18
    1.4.3 网络法  18-21
  1.5 双端行波故障测距法的优势  21-22
  1.6 文章主要研究内容和结构安排  22-23
第2章加窗小波变换  23-38
  2.1 双端行波故障测距的原理  23-24
  2.2 小波变换及奇异性检测理论  24-28
    2.2.1 小波函数的特点  24-25
    2.2.2 尺度因子a 和平移因子b 的物理含义  25
    2.2.3 奇异性检测理论  25-28
  2.3 窗函数及其原理  28-33
    2.3.1 窗函数的特性  28-31
    2.3.2 窗函数的频域指标  31
    2.3.3 常用窗函数  31-33
    2.3.4 窗函数的选取  33
  2.4 加窗小波变换算法  33-34
  2.5 仿真分析  34-37
  2.6 本章小结  37-38
第3章加窗小波包变换  38-49
  3.1 小波包变换的定义及性质  38-42
    3.1.1 小波包变换的定义  39-40
    3.1.2 小波包变换的性质  40-42
  3.2 小波包算法  42-43
  3.3 加窗小波包算法  43
  3.4 仿真分析  43-48
  3.5 本章小结  48-49
第4章加窗提升小波包变换  49-59
  4.1 提升方法原理  49-50
  4.2 提升小波包变换  50-52
    4.2.1 提升小波包构造  50-51
    4.2.2 提升小波包算子计算方法  51-52
  4.3 加窗提升小波包算法  52-54
  4.4 仿真分析  54-58
  4.5 本章小结  58-59
第5章仿真应用研究  59-70
  5.1 两相相间对地短路  59-63
  5.2 两相相间短路  63-66
  5.3 三相短路  66-69
  5.4 本章小结  69-70
第6章总结与展望  70-71
  6.1 总结  70
  6.2 展望  70-71
参考文献  71-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  76-78

加窗提升小波包在故障测距中的应用研究

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