基于小波變換的電壓中斷仿真

1建立電壓中斷數(shù)學模型

本文針對電壓中斷波形進行Matlab仿真實驗,電壓中斷波形如圖1所示,電壓有效值、頻率以及采樣頻率與電壓驟降波形相同,電壓在t=0.3s發(fā)生中斷,于t=0.7s時恢復,持續(xù)時間為0.4s,數(shù)學模型如式(1）所示:

2利用4種小波基對信號進行分解與重構(gòu)

分別利用Haar小波、Db4小波、Coif4小波和sym4小波對其進行處理,分解尺度為3,得到分解后的小波系數(shù)如圖2、圖3所示。

Haar小波在此次仿真中對該電壓中斷信號進行分解尺度為3的分解與重構(gòu)時效果依舊不甚理想,而其余3種小波基函數(shù)能夠有效檢測出電壓驟斷的突變點。

3檢驗4種小波基的重構(gòu)誤差及對故障點的定位情況

如表1所示,Haar小波重構(gòu)誤差最小。表2中Db4小波、Coif4小波和sym4小波模極大值與模平均值之比均大于100,證明在該點發(fā)生了較為明顯的突變。但是利用Haar小波對該信號進行分解與重構(gòu)時仍然不能夠?qū)﹄妷褐袛嗟钠鹗键c進行有效檢測。

4結(jié)語

本文利用4種小波基對暫態(tài)電能質(zhì)量的電壓中斷擾動信號進行了仿真分析,可以發(fā)現(xiàn),Haar小波作為最經(jīng)典的、最基礎(chǔ)的小波函數(shù),雖然其重構(gòu)誤差最小,但在時域上并不連續(xù),正則性很差,它作為基本小波性能不是特別好,不能定位故障的起始點,且故障恢復點的模極大值與模平均值比值較小,不能有效地對奇異點進行檢測。而Db4、Coif4和sym4三種小波基都可以對故障的起始點與恢復點進行定位且有較為明顯的模極大值,但是在定位精度上,Coif4和sym4小波基對故障起始點和恢復點定位都有10-3數(shù)量級的誤差,Db4小波基進行奇異點定位則完全沒有誤差,重構(gòu)誤差也不特別大。因此,綜合考慮奇異點定位精度與重構(gòu)誤差等因素,選擇Db4小波作為電能質(zhì)量信號奇異點檢測的小波基函數(shù)是最為合理的。