電能質(zhì)量壓縮感知采樣及重構(gòu)算法研究.pdf

1、目前的電能質(zhì)量采樣都是基于傳統(tǒng)的奈奎斯特采樣定理，對于龐大和復(fù)雜的電力網(wǎng)而言，海量的采樣數(shù)據(jù)給傳輸和存儲(chǔ)帶來了極大的負(fù)擔(dān)。結(jié)合壓縮感知壓縮采樣的優(yōu)點(diǎn)，課題探索將基于壓縮感知理論的模擬/信息轉(zhuǎn)換器，引入到電能質(zhì)量信號(hào)的采樣上。
　　壓縮感知要求被采樣信號(hào)本身或在某個(gè)變換基下要具有稀疏性。論文根據(jù)電能質(zhì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建立了常見電能質(zhì)量擾動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，并驗(yàn)證了其頻域的稀疏性。針對電能質(zhì)量采樣的需求，對兩種典型的模擬/信息轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了對比分

2、析，確定了用隨機(jī)解調(diào)器研究電能質(zhì)量的壓縮采樣。
　　根據(jù)隨機(jī)解調(diào)器的重構(gòu)模型，對電能質(zhì)量的壓縮感知采樣進(jìn)行了仿真分析。針對隨機(jī)解調(diào)器壓縮采樣的各個(gè)環(huán)節(jié)，對硬件參數(shù)非理想性偏差對于采樣結(jié)果的影響進(jìn)行了分析，分析結(jié)果對于隨機(jī)解調(diào)器的硬件設(shè)計(jì)具有普遍的參考價(jià)值。然后，分別對單一擾動(dòng)、復(fù)合擾動(dòng)和實(shí)測的電能質(zhì)量信號(hào)進(jìn)行了壓縮采樣仿真，重構(gòu)結(jié)果表明隨機(jī)解調(diào)器能實(shí)現(xiàn)對常見的電能質(zhì)量擾動(dòng)的壓縮采樣。根據(jù)仿真的結(jié)果，又設(shè)計(jì)了隨機(jī)解調(diào)器的采樣裝置，并

3、搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)一步對電能質(zhì)量的壓縮感知采樣進(jìn)行了研究。
　　此外，針對電能質(zhì)量信號(hào)的特點(diǎn)，從三個(gè)方面，對電能質(zhì)量壓縮感知采樣的重構(gòu)過程進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，采樣數(shù)據(jù)的二維映射和合適的稀疏變換基可以優(yōu)化重構(gòu)過程，稀疏度自適應(yīng)算法也對電能質(zhì)量壓縮采樣的重夠表現(xiàn)出了很強(qiáng)的適應(yīng)性。
　　與之前電能質(zhì)量壓縮采樣的相關(guān)研究不同，本文的研究面向硬件實(shí)現(xiàn)，從模擬采樣前端到數(shù)字重構(gòu)，對電能質(zhì)量壓縮采樣的整個(gè)過程進(jìn)行了研究，研究結(jié)果對于