基于小波變換的電壓中斷仿真

1建立電壓中斷數(shù)學(xué)模型

本文針對電壓中斷波形進(jìn)行Mat1ab仿真實(shí)驗(yàn),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(shí)恢復(fù),持續(xù)時(shí)間為0.4s,數(shù)學(xué)模型如式(1）所示:

2利用4種小波基對信號進(jìn)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(jìn)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(jìn)行分解尺度為3的分解與重構(gòu)時(shí)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(diǎn)。

3檢驗(yàn)4種小波基的重構(gòu)誤差及對故障點(diǎn)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(diǎn)發(fā)生了較為明顯的突變。但是利用Haar小波對該信號進(jìn)行分解與重構(gòu)時(shí)仍然不能夠?qū)﹄妷褐袛嗟钠鹗键c(diǎn)進(jìn)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(dòng)信號進(jìn)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(shí)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(diǎn),且故障恢復(fù)點(diǎn)的模極大值與模平均值比值較小,不能有效地對奇異點(diǎn)進(jìn)行檢測。而Db4、Coif4和sym4三種小波基都可以對故障的起始點(diǎn)與恢復(fù)點(diǎn)進(jìn)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(diǎn)和恢復(fù)點(diǎn)定位都有10-3數(shù)量級的誤差,Db4小波基進(jìn)行奇異點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)檢測的小波基函數(shù)是最為合理的。