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1、HHT算法中电压中断及电压暂降识别探究【摘要】针对希尔伯特黄变换（HHT）具有无法有效识别电网电压暂降和电压中断两种状态的局限性，提出了频率比较法在电网电压暂降和电压中断识别中的应用。由仿真结果可知，电网电压暂降幅度不同时，HHT算法的仿真结果中IMF分量的幅值和瞬时频率波动情况也不完全相同。基本规律是电压暂降幅值越大，暂降期间IMF分量的幅值平均值越小，瞬时频率波动越大；电压中断期间，IMF分量的瞬时频率几乎为0,幅值平均值较大。利用电压中断期间和暂降期间IMF分量瞬时频率的不同特点可以有效识别这两种状态
2、。算例结果验证了该方法的实用性。【关键词】HHT；电压暂降；电压中断；识别；频率比较法1.引言近年来，电力电子技术的发展和电力系统中非线性负荷的增加导致电网电压波动频繁［1］。此外，光伏发电、风力发电等分布式电源大规模接入电网也给电网带来了各种扰动，影响电能质量［2-3］o电压暂降和电压中断是两种常见的电能质量问题，电网电压暂降主要包括以下3种情况：（1）输配电系统中发生瞬时性故障时各母线将出现不同程度的电压暂降；（2）大容量感应电机启动时，定子电流明显增大,从而引起所接母线发生电压暂降；(3)雷击时造成绝
3、缘子闪络使保护装置动作，从而导致供电电压暂降［4］。为了有效检测出电网电压的变化情况，相关领域的专家提出了希尔伯特黄变换(HHT)在电网电压变化检测中的应用。相对于其他信号处理方法，HHT具有自适应性强，能处理非线性非平稳信号，不受Heisenberg测不准原理制约等优点，得到了广泛应用［5-10］oHHT通过分析IMF分量的频率/时间变化曲线实现对电压变化时刻的检测，通过分析其幅值/时间变化曲线来检测电压变化幅度。仿真结果表明，由仿真结果可知，电压暂降幅值越大，暂降期间IMF分量的幅值平均值越小，瞬时频率
4、波动越大；电压中断期间，IMF分量的幅值平均值反而较大，导致HHT无法有效识别电压中断和电压暂降两种状态。针对此问题，结合电压中断时IMF分量瞬时频率的特征,提出频率比较法在识别电压暂降与电压中断中的应用。对电压变化区间内IMF分量的瞬时频率进行采样，求取采样值的平均值，通过瞬时频率平均值的大小识别出电压暂降和电压中断两种状态。2.HHT简介希尔伯特黄变换(HHT)是由美籍华人NordenE.Huang所提出来的一种全新的信号处理方法，该方法由经验模态分解(EMD)和希尔伯特变换两部分组成［ll］o通过EM
5、D分解将任何复杂信号分解成有限个固有模态函数IMF,再根据希尔伯特变换求出每一个IMF的瞬时频率和瞬时幅值。5.结论针对希尔伯特黄变换(HHT)具有无法有效识别电网电压暂降和电压中断两种状态的局限性，提出了频率比较法在电网电压暂降和电压中断识别中的应用。根据电压中断的仿真结果可知电压中断期间IMF分量的瞬时频率几乎为0,此特点有别于电压暂降，对中断期间IMF分量的瞬时频率进行等间距n点采样，求取采样频率的平均值，通过比较采样频率平均值与之前设定的频率门槛值的大小即可识别电压暂降和电压中断。算例仿真结果证实该
6、方法的实用性。参考文献[1]王跃辉.电压暂降与短时中断分析的记录装置的硬件研制[D].北京：华北电力大学,2005.[2]周林，曾意，郭珂，等，具有电能质量调节功能的光伏并网系统研究进展[J].电力系统保护与控制,2012,40(9):137-145.[3]豐卩元.分布式光伏发电并网电能质量分析[J]•农村电气化,2012,301(6):52-53.[1]刘云潺.电压暂降检测方法的分析与研究[D].长沙:湖南大学,2007.[2]陈一贤•HHT方法分析[D]•杭州:浙江大学,2007.[3]王慧・HHT方法
7、及其若干应用研究[D]・合肥：合肥工业大学,2009.[4]徐斌，徐德成，朱卫平，等•希尔伯特黄变换方法的改进[J]•西北工业大学学报,2011,29(2):268-272.[5]钟佑明，秦树人•希尔伯特黄变换的统一理论依据研究[J]・振动与冲击,2006,25(3):40-44.[6]NordenEHuang,SamuelSPShen.Hilbert-HuangTransformandItsApplications[M]・WorldScientificPublishingCo.Pte.Ltd,2005.[
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