论文摘要
电力系统间谐波是非整数倍基波频率的谐波信号,可能导致感应电动机产生噪声和振动,引起电压闪变,使电能质量恶化。因此,准确检测间谐波的参数对于电力系统具有十分重要的意义。高阶统计量分析是近年国内外信号处理领域内的一个前沿课题。高阶统计量描述了信号的高阶数字特征,能解决非高斯、非线性问题,在理论上可以完全抑制高斯有色噪声的影响,因此可以用来解决间谐波检测中的噪声干扰问题。本文首先介绍了高阶统计量的基本理论。其中主要包括高阶矩和高阶累积量这两种常用工具以及高斯过程的高阶累积量特点,然后分析了高阶累积量的几个常用性质及高阶累积量的估算方法。详细阐述了功率谱估计理论中的两种方法:参数估计方法与非参数估计方法。参数估计法主要介绍了AR模型、ARMA模型等几种常用数模型的建立以及求解方法;非参数估计主要包括基于特征值分解的频率估计理论,并给出了多信号分类法的计算过程。在功率谱估计理论的基础上,利用高阶累积量能够完全抑制高斯噪声的特点,采用四阶累积量定义的矩阵代替传统二阶统计量的自相关矩阵,提出了基于四阶累积量的线性预测法和多信号分类法两种间谐波检测方法。仿真实验和计算结果表明,本文提出的方法可以精确地估计出间谐波的参数,并能有效抑制高斯噪声,从而为电力系统间谐波的检测提供了一种有效的手段。分析了带并联电抗器的超/特高压输电线路发生单相接地故障时故障相恢复电压的特性。研究表明单相瞬时性故障时的恢复电压由自由分量与工频分量叠加而成,而永久性故障时的恢复电压中只包含工频分量。根据故障相恢复电压在发生不同故障时的频率特性,提出了一种超/特高压输电线路单相故障判别方法,即利用故障相电压功率谱中谱线在基频附近的分布状态判别瞬时性或永久性故障。仿真结果验证了判据的准确性和可行性。