【正文】 dq兩相坐標，對于交變的工頻信號，變換后的結果為兩正交的直流分量。在電氣工程中常用的矢量變換有αβ變換、dq變換、對稱分量變換等。經綜合分析，本文將它們分為時域分析方法、頻域分析方法、時頻分析方法及其它方法。電壓切痕主要是由于電力電子裝置由一相換到另一相時，參與換相的電路瞬時短路而造成的?？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。(3) 電壓暫升電壓暫升（Voltage Swell）是電壓有效值升高至額定值的110％以上，典型值為110%～180％，～60秒。電壓中斷分為長時間中斷和短時間中斷。電壓暫降幅值：電壓暫降時的電壓均方根值與額定電壓均方根值的比值；電壓暫降持續(xù)時間：暫降從發(fā)生到結束之間的時間；相位跳變：電壓暫降伴隨的電壓相位的突然改變，產生原因是因系統(tǒng)和線路的電抗與電阻的比值（X/R）不同，或不平衡暫降向低壓系統(tǒng)傳遞引起的。 （當代）暫態(tài)電能質量問題(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間突然下降至額定值的10%～90％的事件，～30周波。閃變（Flicker）是人的視覺所覺察到的由電壓波動引起的燈光照度變化。另外，電力載波也可認為是一種間諧波。(2) 間諧波間諧波（Interharmonic）是指頻率不是基波頻率整數(shù)倍的諧波。 現(xiàn)代（穩(wěn)態(tài)）電能質量問題(1) 諧波諧波（Harmonic）是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。電力系統(tǒng)在正常運行方式下，電量的負序分量均方根值與正序分量均方根值之比定義為該電量的三相不平衡度。GB/T 159451995中規(guī)定電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為177。另外，《國家電網公司電力系統(tǒng)電壓質量和無功電力管理規(guī)定》依據國標的限值定義了電壓合格率。我國GB/T 12325 2003規(guī)定了允許限值：(1)35kV及以上為正負偏差絕對值之和不超過10%；(2)10kV及以下三相供電為177。根據我國電能質量研究的發(fā)展歷程和電能質量國家標準以及歐美國家的電能質量標準，本文將電能質量問題分為傳統(tǒng)（穩(wěn)態(tài)）電能質量問題、現(xiàn)代（穩(wěn)態(tài)）電能質量問題和（當代）暫態(tài)電能質量問題，其相關電能質量現(xiàn)象及指標參數(shù)表述如下。暫態(tài)電能質量問題源于突然發(fā)生的電力擾動（如故障、大負荷投切等），一般持續(xù)時間短，但期間電壓或電流嚴重偏離其額定值或理想波形，變化速率大。20世紀70年代以前，電力系統(tǒng)中計算機控制設備和電子裝置的數(shù)量不多，非線性波動性負荷占總系統(tǒng)的比例很小，人們關心的電能質量問題主要局限在電壓（Voltage）、頻率（Frequency）和供電可靠性（Power Supply Reliability）方面，同時電力企業(yè)還把提高功率因數(shù)放在一個非常重要的位置。穩(wěn)態(tài)電能質量問題源于連續(xù)出現(xiàn)的電力擾動（主要為負荷功率變化），持續(xù)時間較長，期間電壓、電流變化較慢?；谶@種情況，國內外正在加快電能質量標準的制定步伐，我國己經著手進行《電能質量 檢測設備通用要求》和《電能質量 電壓暫態(tài)和短時斷電》標準制定工作。我國國家質量技術監(jiān)督局（原國家標準局）至2003年底，頒布了六項標準[[] GB 12325 2003. 電能質量供電電壓允許偏差[S]. 1990.[] GB /T 15945 1995. 電能質量電力系統(tǒng)頻率允許偏差[S]. 1995.[] GB /T 14549 1993. 電能質量公用電網諧波[ S].1993.[] GB /T 15543 1995. 電能質量三相電壓允許不平衡度[S]. 1995.[] GB 12326 1990. 電能質量電壓波動和閃變[S].1990.[] GB /T 18481 2001. 電能質量暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓[S]. 2001.]（其中兩項標準已經修訂過），即GB/T 123252003《電能質量 供電電壓允許偏差》（修訂版）GB 123262000《電能質量 電壓波動和閃變》（修訂版）GB/T 1454993《電能質量 公用電網諧波》GB/T 155431995《電能質量 三相電壓允許不平衡度》GB/T 159451995《電能質量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差》GB/T 184812001《電能質量 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》此外，相關標準還有：GB 《供電系統(tǒng)及所連接設備諧波和間諧波的測量和測量儀器類別》GB 《低壓電器及電子設備發(fā)出的諧波電流限值》隨著國民經濟和科學技術的飛速發(fā)展，電能市場逐步建立和完善，現(xiàn)有的電能質量標準已不能滿足實際需要。IEC 61000系列標準[[] IEC 610002221 (1990). Electromagnetic Compatibility (EMC)Part 2 Environment. Section 1: Description of the Environment Electromagnetic Environment for LowFrequency Conducted Disturbances and Signaling in Public Power Supply System [S]. 1990.]包括6個部分：IEC 6100021《總論》、IEC 6100022《環(huán)境》、IEC 6100023《限值》、IEC 6100024《試驗和測量技術》、IEC 6100025《安裝和抑制導則》、IEC 6100026《雜項》。目前，國際上廣泛采用的電能質量標準主要是國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，IEC）IEC 61000系列標準和國際電氣與電子工程師協(xié)會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）IEEE 115921995標準。近幾十年來，許多工業(yè)發(fā)達國家已經制定了比較完備的電能質量系列標準。為了便于開展電能質量工作，需對電能質量問題進行分類，定義相關參數(shù)，并制定相應的電能質量標準。電能質量問題可定義為：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差，其內容涉及頻率偏差（Frenquency Deviation）、電壓偏差（Voltage Deviation）、電磁暫態(tài)（Electromagnetic Transient）、供電可靠性（Power Supply Reliability）、波形失真（Waveform Distortion）、三相不平衡（Threephase Unbalance）以及電壓波動（Voltage Fluctuation）和閃變（Flicker）等。用電設備汲取電能應當保證最大傳輸效率，即功率因數(shù)（Power Factor）等于1，各用電負荷之間互不干擾。為保證安全、經濟地輸送、分配和使用電能，一個理想的電力系統(tǒng)應以恒定的頻率（我國為50Hz）和正弦波形，按規(guī)定的電壓水平（標稱電壓）對用戶供電，且各個運行參數(shù)不受用電負荷特性的影響。但是，由于電力信號的復雜性和電能質量內涵的擴展性，以及不斷提高的測量精度、廣度與測量速度的要求，電能質量指標參數(shù)測量技術仍有待進一步發(fā)展和提高。但隨著數(shù)字信號處理技術和計算機技術的發(fā)展，越來越多的測試儀器應用數(shù)字技術實現(xiàn)。長期以來，人們不斷致力研究更精確、更快速的電能質量指標參數(shù)測量方法。通過對電力信號波形的測量分析，提取各項技術指標，可以實時準確地掌握電網的供電和用電狀況，便于電網運行狀態(tài)的自動調節(jié)，有利于保障電網的安全、穩(wěn)定、高質運行；可以及時捕捉各種電能質量擾動，提供擾動幅度和持續(xù)時間等信息，便于電能質量補償裝置的設計與實時控制；可以對電網的電能質量水平進行評估，對造成電能質量下降的原因做出分析，為供電部門或電力用戶判斷和改善電能質量提供依據。電能質量指標參數(shù)（Indices）是電能質量各方面的具體描述[[] 肖湘寧．電能質量分析與控制附[M]. 北京：中國電力出版社，2004年]。電能質量的檢測和分析（Detection and Analysis）是改善和提高電能質量的前提和依據。任何電能質量問題都可能導致產品質量的下降，甚至工程作業(yè)的停頓，給電力用戶造成不同程度的損失。隨著工業(yè)規(guī)模的擴大和科學技術的發(fā)展，國民經濟各部門的用電量不斷增加，電氣化程度越來越高，新工藝、新技術廣泛應用于工業(yè)生產和人民生活的各個方面，越來越多的用戶采用了性能好、效率高但對電源特性變化敏感的高科技設備，電力用戶對電能質量（Power Quality）的要求在不斷提高。一個多世紀以來，電力技術的不斷發(fā)展，電力生產及應用的日益增長，迅速改變了人類社會的生產面貌，也深深影響了人們的生活方式。 Detection。 Parameter Evaluation。仿真研究驗證了所提算法的可行性和有效性；算法已成功應用于“基于虛擬儀器技術的電能質量綜合測試儀”的研制和開發(fā)中。改進方法實時性好，參數(shù)估計精確，滿足電壓暫降實時檢測的要求，可應用于電壓暫降監(jiān)測、評估及動態(tài)電壓恢復器（DVR）對電壓暫降的實時補償控制。8）提出了一種改進的三相電壓暫降檢測算法。通過構造新的變換矩陣，減小了傳統(tǒng)方法構造虛擬三相系統(tǒng)的延時，可對單相電壓暫降幅值、持續(xù)時間和相位跳變等特征參數(shù)進行近乎瞬時的估計。6）提出了基于順序形態(tài)學和TopHat形態(tài)變換的擾動檢測方法，既可有效抑制信號平穩(wěn)變化引起的背景梯度，又具有較好的抗噪聲能力，同時很好地保留了擾動信號突變的局部細節(jié)，保證了擾動檢測靈敏度和時間定位精度。5）減小背景梯度是實現(xiàn)暫態(tài)電能質量擾動檢測的關鍵。4）應用數(shù)字圖像處理理論，采用圖像邊緣形態(tài)檢測算子，實現(xiàn)了暫態(tài)電能質量擾動的檢測和時間定位。本文推導了間諧波和調幅波對于閃變的等價關系，在此基礎上，將間諧波檢測和閃變檢測結合起來，根據國家標準和IEC標準的閃變檢測技術規(guī)范，提出了一種基于間諧波估計的閃變參數(shù)檢測新算法。算法實現(xiàn)簡單，精度高，動態(tài)跟蹤特性好，適合于離散頻譜電壓、電流信號的諧波、間諧波參數(shù)實時估計。2）根據諧波和間諧波各自的頻譜特征，提出了一種新的諧波、間諧波實時檢測算法。主要工作包括：1）提出了一種基于自適應短時傅里葉變換的基波參數(shù)估計算法，并以此算法為基礎計算電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡度和功率因數(shù)等基本電能質量參數(shù)。由于電力信號的復雜性和電能質量內涵的擴展性，以及不斷提高的測量精度、廣度與測量速度的要求，電能質量指標參數(shù)測量技術有待進一步發(fā)展和提高。（請在以上相應方框內打“√”）作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日IX博士學位論文摘 要隨著國民經濟和現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，電能質量問題正受到越來越多的關注。本學位論文屬于保密□，在______年解密后適用本授權書。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。博士學位論文電能質量參數(shù)檢測算法的研究Research on estimating algorithms of power quality indicesbyJIANG Yaqun. (Hunan University) 1994. (Hunan University) 2000A dissertation submitted in partial satisfaction of theRequirements for the degree ofDoctor of EngineeringinElectrical Engineeringin theGraduate SchoolofHunan UniversitySupervisorProfessor HE YigangMay, 2009LXXIII湖 南 大 學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權湖南大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文?！滩槐Ｃ堋?。全面有效的檢測和分析是改善和提高電能質量的前提和依據，快速、先進、有效的參數(shù)估計算法是實現(xiàn)有效檢測和分析的基礎。本文依據國內外相關電能質量標準，結合電能質量研究現(xiàn)狀和工程實際需要，應用數(shù)字信號處理技術及電力系統(tǒng)自動化技術，研究電能質量中最重要和最受關注的指標參數(shù)的測量理論和估計算法。算法采用固定的采樣周期，采樣頻率不需隨信號頻率的變化而調整，實現(xiàn)簡單；算法不需要迭代運算，可一次得到參數(shù)估計值，計算量小，響應時間快；通過采用矩形自卷積窗，并自適應地確定與信號頻率相適應的時間窗寬度，有效抑制了頻譜泄漏對基波參數(shù)測量的影響，測量精度高。算法根據正余弦函數(shù)的特性，將各次諧波分量變換成直流分量，經由低通濾波后估計其有效值和初相角；從原信號中去除基波和諧波分量，再通過搜尋頻譜極大值獲取間諧波頻率及有效值和初相角。3）諧波、間諧波和閃變關系密切，但現(xiàn)有諧波、間諧波的檢測與閃變的檢測實現(xiàn)方法不同且無關聯(lián)。新算法除了能求取瞬時視感度、短時間閃變值和長時間閃變值等反映閃變強弱的參數(shù)外，還能提供電壓波動頻度和幅度的信息，有利于電壓波動與閃變的分析和治理，為閃變檢測提供了一種新的實現(xiàn)模式。該方法具有實現(xiàn)簡單，計算量小，對采樣頻率要求低，實時性好等特點，可對電壓暫降、暫升、短時中斷、短時高頻振蕩、陷波等常見暫態(tài)電力擾動進行有效檢測。針對非擾動情況下電力信