15、智能电网中的电能质量扰动检测与分类方法

智能电网中的电能质量扰动检测与分类方法

在智能电网中，电能质量（PQ）参数是确保电气设备按预期运行，且性能和预期寿命无显著损失的限值。任何导致电压、电流和频率偏差的电力系统问题，都可能引发用户端硬件故障。以下将详细介绍智能电网中电能质量扰动（PQD）的相关检测与分类方法。

1. 电能质量扰动概述

电能质量问题主要包括电压骤降/骤升、中断、电流/电压谐波、瞬变、缺口、尖峰、闪烁和电压不平衡等。这些问题不仅会影响用户端设备的正常运行，还会对分布式发电（DG）系统产生影响，例如DG系统需避免孤岛运行，这是DG系统中的一个安全问题。为规范电能质量，国际上已制定了多项标准，如IEEE Std. 1547和IEEE Std. 519规定了谐波电压和电流谐波限值，IEEE Std. 1159则为DG系统中的PQD监测提供了建议。

2. PQD检测方法

2.1 基于信号处理（SP）的PQD检测方法

过去十年，人们提出了多种检测和分类微电网中PQD的方法。目前，PQ分析仪采用有效值转换（真有效值法）检测短期和长期电压扰动，并使用快速傅里叶变换（FFT）进行信号谐波分析。然而，这些方法存在阈值选择困难、测量噪声大、检测易出错等缺点。因此，基于信号处理的方法更可靠，它同时利用信号的时间和频率分量，可用于故障检测和特征提取。常见的基于SP的方法包括傅里叶变换（FT）、小波变换（WT）、希尔伯特 - 黄变换（HHT）、S变换、曲波变换、卡尔曼滤波器、加博变换等。

以下是一些基于SP方法的应用案例：
- 有研究使用Dbn小波准确检测事件。
- 针对风力涡轮机，研究了基于离散小波变换（DWT）的方法，利用UWT分解系数获取