【正文】 頻范圍、精度和實(shí)時(shí)性；文獻(xiàn)[[]郭輝。而且這種方法的離散形式?jīng)]有正交展開(kāi)，難以實(shí)現(xiàn)高效算法。短時(shí)傅里葉變換在一定程度上克服了標(biāo)準(zhǔn)傅里葉變換不具有局部分析能力的缺陷。該類方法能同時(shí)提供信號(hào)的時(shí)域和頻域局部化信息。 時(shí)頻分析方法頻域分析方法將信號(hào)的時(shí)域特征和頻域特征聯(lián)系起來(lái)，分別從信號(hào)的時(shí)域和頻域觀察，但卻不能把二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。文獻(xiàn)[[] 馬秉偉, 劉會(huì)金, 周莉, 崔福鑫. 一種基于自回歸模型的間諧波譜估計(jì)的改進(jìn)算法[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào) , 2005, 25(15): 7983., [] 馬秉偉，周莉，刁均偉. 基于現(xiàn)代譜估計(jì)方法的間諧波檢測(cè)，繼電器，2005，33(3): 2527.]采用AR模型和Burg算法在較短的采樣時(shí)間內(nèi)較正確地檢測(cè)出頻率鄰近的間諧波成分和多個(gè)間諧波分量。文獻(xiàn)[[] 王志群，朱守真，周雙喜. 基于Pisarenko諧波分解的間諧波估算方法[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2004, 28(15): 7277, 82.]應(yīng)用Pisarenko諧波分解（Pisarenko Harmonic Deposition, PHD）原理來(lái)計(jì)算諧波和間諧波的頻率和幅值。非參數(shù)模型法由觀測(cè)數(shù)據(jù)直接計(jì)算功率譜。現(xiàn)代譜分析方法大致可分為參數(shù)模型法和非參數(shù)模型法兩大類[[] Kay S. M. Modern Spectral Estimation. PrenticeHall, 1988[] 王宏禹. 隨機(jī)信號(hào)處理. 科學(xué)出版社. 1988 [] 陳兆國(guó). 時(shí)間序列及其譜分析. 科學(xué)出版社, 1986]。 現(xiàn)代譜分析方法通常將以傅里葉分析為理論基礎(chǔ)的譜分析方法稱為經(jīng)典譜分析，而將不同于傅里葉分析的譜分析方法稱為現(xiàn)代譜分析[[] Childer D. G. Modern Spectrum Analysis. IEEE Press, 1978 [] Kay S. M, Marple S. L. Spectrum Analysis—A Modern Perspctive. Proc IEEE, 1981,69 (11): 13801419 [] Kesler S. B. Modern Spectrum Analysis II . IEEE Press, 1986]。通過(guò)采用性能優(yōu)良的窗函數(shù)，可降低旁瓣的幅值，有效抑制頻譜泄漏；應(yīng)用插值算法可消除柵欄效應(yīng)對(duì)測(cè)量的影響，從而精確地測(cè)量電氣信號(hào)參數(shù)。但DFT方法具有內(nèi)在的時(shí)域加窗和頻域采樣特性，采樣不同步時(shí)，會(huì)產(chǎn)生頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)[[] 鄒理和. 數(shù)字信號(hào)處理. 國(guó)防工業(yè)出版社. 1985，6879]，導(dǎo)致檢測(cè)出現(xiàn)誤差，特別是相位誤差和高次諧波參數(shù)檢測(cè)誤差大[[] Huang Dishan. Phase Error in Fast Fourier Transform analysis. Mechanical System and Signal Processing. 1995, 9(2): 113118]。此外，dq變換在頻率、相量估計(jì)中也得到應(yīng)用。 JIEE, 1983: 13751386.]，將三相電路各相電壓和電流瞬時(shí)值變換到αβ兩相正交的坐標(biāo)系上研究，并定義了三相電路瞬時(shí)有功功率、瞬時(shí)無(wú)功功率。dq變換又稱為Park變換，屬于轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，它將電量從靜止的abc三相坐標(biāo)變換到以同步角頻率旋轉(zhuǎn)的dq兩相坐標(biāo)，對(duì)于交變的工頻信號(hào)，變換后的結(jié)果為兩正交的直流分量。經(jīng)綜合分析，本文將它們分為時(shí)域分析方法、頻域分析方法、時(shí)頻分析方法及其它方法?？梢允侨我粯O性的單方向脈沖，或發(fā)生在任一極性阻尼振蕩的第一尖峰。電壓中斷分為長(zhǎng)時(shí)間中斷和短時(shí)間中斷。 （當(dāng)代）暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題(1) 電壓暫降電壓暫降（Voltage Sag）是指由于系統(tǒng)故障或干擾造成供電電壓均方根值在短時(shí)間突然下降至額定值的10%～90％的事件，～30周波。另外，電力載波也可認(rèn)為是一種間諧波。 現(xiàn)代（穩(wěn)態(tài)）電能質(zhì)量問(wèn)題(1) 諧波諧波（Harmonic）是一個(gè)周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。GB/T 159451995中規(guī)定電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為177。我國(guó)GB/T 12325 2003規(guī)定了允許限值：(1)35kV及以上為正負(fù)偏差絕對(duì)值之和不超過(guò)10%；(2)10kV及以下三相供電為177。暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題源于突然發(fā)生的電力擾動(dòng)（如故障、大負(fù)荷投切等），一般持續(xù)時(shí)間短，但期間電壓或電流嚴(yán)重偏離其額定值或理想波形，變化速率大。穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題源于連續(xù)出現(xiàn)的電力擾動(dòng)（主要為負(fù)荷功率變化），持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，期間電壓、電流變化較慢。我國(guó)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局（原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局）至2003年底，頒布了六項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)[[] GB 12325 2003. 電能質(zhì)量供電電壓允許偏差[S]. 1990.[] GB /T 15945 1995. 電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差[S]. 1995.[] GB /T 14549 1993. 電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波[ S].1993.[] GB /T 15543 1995. 電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度[S]. 1995.[] GB 12326 1990. 電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變[S].1990.[] GB /T 18481 2001. 電能質(zhì)量暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓[S]. 2001.]（其中兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)修訂過(guò)），即GB/T 123252003《電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差》（修訂版）GB 123262000《電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變》（修訂版）GB/T 1454993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》GB/T 155431995《電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》GB/T 159451995《電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差》GB/T 184812001《電能質(zhì)量 暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓》此外，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還有：GB 《供電系統(tǒng)及所連接設(shè)備諧波和間諧波的測(cè)量和測(cè)量?jī)x器類別》GB 《低壓電器及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值》隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電能市場(chǎng)逐步建立和完善，現(xiàn)有的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足實(shí)際需要。目前，國(guó)際上廣泛采用的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要是國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrotechnical Commission，IEC）IEC 61000系列標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）IEEE 115921995標(biāo)準(zhǔn)。為了便于開(kāi)展電能質(zhì)量工作，需對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分類，定義相關(guān)參數(shù)，并制定相應(yīng)的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。用電設(shè)備汲取電能應(yīng)當(dāng)保證最大傳輸效率，即功率因數(shù)（Power Factor）等于1，各用電負(fù)荷之間互不干擾。但是，由于電力信號(hào)的復(fù)雜性和電能質(zhì)量?jī)?nèi)涵的擴(kuò)展性，以及不斷提高的測(cè)量精度、廣度與測(cè)量速度的要求，電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)測(cè)量技術(shù)仍有待進(jìn)一步發(fā)展和提高。長(zhǎng)期以來(lái)，人們不斷致力研究更精確、更快速的電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)測(cè)量方法。電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)（Indices）是電能質(zhì)量各方面的具體描述[[] 肖湘寧．電能質(zhì)量分析與控制附[M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2004年]。任何電能質(zhì)量問(wèn)題都可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的下降，甚至工程作業(yè)的停頓，給電力用戶造成不同程度的損失。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，電力技術(shù)的不斷發(fā)展，電力生產(chǎn)及應(yīng)用的日益增長(zhǎng)，迅速改變了人類社會(huì)的生產(chǎn)面貌，也深深影響了人們的生活方式。 Parameter Evaluation。改進(jìn)方法實(shí)時(shí)性好，參數(shù)估計(jì)精確，滿足電壓暫降實(shí)時(shí)檢測(cè)的要求，可應(yīng)用于電壓暫降監(jiān)測(cè)、評(píng)估及動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）對(duì)電壓暫降的實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制。通過(guò)構(gòu)造新的變換矩陣，減小了傳統(tǒng)方法構(gòu)造虛擬三相系統(tǒng)的延時(shí)，可對(duì)單相電壓暫降幅值、持續(xù)時(shí)間和相位跳變等特征參數(shù)進(jìn)行近乎瞬時(shí)的估計(jì)。5）減小背景梯度是實(shí)現(xiàn)暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)的關(guān)鍵。本文推導(dǎo)了間諧波和調(diào)幅波對(duì)于閃變的等價(jià)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，將間諧波檢測(cè)和閃變檢測(cè)結(jié)合起來(lái)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的閃變檢測(cè)技術(shù)規(guī)范，提出了一種基于間諧波估計(jì)的閃變參數(shù)檢測(cè)新算法。2）根據(jù)諧波和間諧波各自的頻譜特征，提出了一種新的諧波、間諧波實(shí)時(shí)檢測(cè)算法。由于電力信號(hào)的復(fù)雜性和電能質(zhì)量?jī)?nèi)涵的擴(kuò)展性，以及不斷提高的測(cè)量精度、廣度與測(cè)量速度的要求，電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)測(cè)量技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展和提高。本學(xué)位論文屬于保密□，在______年解密后適用本授權(quán)書(shū)。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人授權(quán)湖南大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。全面有效的檢測(cè)和分析是改善和提高電能質(zhì)量的前提和依據(jù)，快速、先進(jìn)、有效的參數(shù)估計(jì)算法是實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)和分析的基礎(chǔ)。算法采用固定的采樣周期，采樣頻率不需隨信號(hào)頻率的變化而調(diào)整，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單；算法不需要迭代運(yùn)算，可一次得到參數(shù)估計(jì)值，計(jì)算量小，響應(yīng)時(shí)間快；通過(guò)采用矩形自卷積窗，并自適應(yīng)地確定與信號(hào)頻率相適應(yīng)的時(shí)間窗寬度，有效抑制了頻譜泄漏對(duì)基波參數(shù)測(cè)量的影響，測(cè)量精度高。3）諧波、間諧波和閃變關(guān)系密切，但現(xiàn)有諧波、間諧波的檢測(cè)與閃變的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)方法不同且無(wú)關(guān)聯(lián)。該方法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，對(duì)采樣頻率要求低，實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，可對(duì)電壓暫降、暫升、短時(shí)中斷、短時(shí)高頻振蕩、陷波等常見(jiàn)暫態(tài)電力擾動(dòng)進(jìn)行有效檢測(cè)。7）提出了一種改進(jìn)的單相電壓暫降特征參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)算法。針對(duì)三相不平衡電壓暫降，通過(guò)正序dq變換和負(fù)序dq變換，經(jīng)由形態(tài)低通濾波得到三相電壓的基波正序、負(fù)序分量，采用改進(jìn)的單相電壓暫降檢測(cè)算法得到零序分量，進(jìn)而得到各相電壓暫降的特征參數(shù)。關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；參數(shù)估計(jì)；數(shù)字信號(hào)處理；檢測(cè)；算法AbstractWith rapid development of economy and science technology, power quality (PQ) problems have increasingly bee a substantial concern in recent years. Completely and accurately assessing power quality is the first step in solving and mitigating the problems, fast and advanced algorithms are the basis for effective measurement and evaluation.Due to the plexity of power system signal and the variety of power quality event, it is a challenge to detect power quality indices pletely, accurately and promptly.In accordance with national and international power quality standard, a systematic and indepth research about power quality major indices evaluation is carried out based on analyzing domestic and overseas research situations. By use of digital signalprocessing methods as well as power system automation techniques, the research works pay more attention to the measurement theories and estimation algorithms of important indices. The main contributions of this dissertation are listed as follows:1）A new digital algorithm based on adaptive ShortTime Fourier Transform (STFT) is presented to estimate some basic power quality indices, such as voltage deviation, frequency deviation, voltage unbalance degree and power factor of fundamental ponent. The algorithm employs fixed sampling period although the frequency of the signal varies. No recursive calculation is needed to get evaluation values of above mentioned parameters. As a result, the algorithm is easy to implement with less putation burden and short response time. To restrain the spectrum leakage of harmonics, a novel kind of window called Rectangle SelfConvolution Window (RSCW) is adopted and the window length is adjusted according to the frequency variation of the signal. It is thus suitable for realtime measuri