核心提示：　　小波分析作為一種新型的時(shí)頻分析工具，它給信號(hào)加上了一個(gè)時(shí)頻可變的窗口，其變化的形式是根據(jù)頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)窗口大小，以確保捕捉到信號(hào)中希望得到的有用成份。小波分析在時(shí)域、頻域同時(shí)具有良好的局部化性質(zhì)，使

　　小波分析作為一種新型的時(shí)頻分析工具，它給信號(hào)加上了一個(gè)時(shí)頻可變的窗口，其變化的形式是根據(jù)頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)窗口大小，以確保捕捉到信號(hào)中希望得到的有用成份。小波分析在時(shí)域、頻域同時(shí)具有良好的局部化性質(zhì)，使得它比傅立葉分析及短時(shí)傅立葉分析更為精確可靠，并使得具有奇異性、瞬時(shí)性的故障信號(hào)檢測也變得更加準(zhǔn)確。

　　小波理論在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的一個(gè)突出的領(lǐng)域就是微機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用。這主要是因?yàn)槲C(jī)保護(hù)集成了數(shù)字濾波、快速算法、以及故障檢測與診斷等各個(gè)方面。因此，小波理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，在微機(jī)保護(hù)中得到了最充分最完美的體現(xiàn)。

　　正因?yàn)槿绱耍谛〔ɡ碚摰碾娏ο到y(tǒng)微機(jī)保護(hù)的研究文章也相對(duì)多一些。

　　小波變換有對(duì)故障信號(hào)奇異性進(jìn)行檢測的能力，這對(duì)提高輕微故障時(shí)的保護(hù)起動(dòng)能力和靈敏度，是極為有利的。此外，小波變換能有效地克服微機(jī)保護(hù)的傅立葉算法中所出現(xiàn)的衰減直流分量、噪聲、頻率波動(dòng)和非整數(shù)次諧波的影響，并能充分利用信號(hào)的暫態(tài)信息，以提高保護(hù)的靈敏度等。

　　2小波理論在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀近幾年來，小波理論在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究特點(diǎn)，是理論與應(yīng)用同時(shí)進(jìn)行。在理論方面，主要是尋求最優(yōu)小波函數(shù)與快速算法；在應(yīng)用方面，則集中在電力系統(tǒng)故障信號(hào)分析與處理上，包括突變信號(hào)的檢測和故障診斷。

　　種可能性，構(gòu)造了基于小波變換的高通和帶通濾波器，并應(yīng)用于發(fā)電機(jī)定子不對(duì)稱故障保護(hù)和單相接地保護(hù)，取得了一定的效果。

　　基本原理是計(jì)算模量初試電流行波在小波變換下的模極大值，根據(jù)三個(gè)模量的特征選擇故障相。該選相元件克服了傳統(tǒng)的選相元件缺陷，充分利用了電流行波中的模故障分量特征，從而使選相元件準(zhǔn)確過對(duì)母線零序電壓和出現(xiàn)零序電流進(jìn)行基波的小波系數(shù)提取構(gòu)成選線判據(jù)，受過渡電阻影響小，能提高高阻接地保護(hù)的動(dòng)作性能。11研究了小波包在自適應(yīng)重合閘中的應(yīng)用。另外，該文利用小波包變換檢測線路暫態(tài)電流的局部極大值，區(qū)分瞬時(shí)性和永久性故障，獲得了比傳統(tǒng)方法更高的分辨率，解決了自適應(yīng)重合閘的難題。這也是小波變換在暫態(tài)保護(hù)中頗有前途的一個(gè)實(shí)用領(lǐng)域。

　　傳統(tǒng)的繼電保護(hù)原理是基于對(duì)工頻信號(hào)及穩(wěn)態(tài)信號(hào)的分析計(jì)算，將故障產(chǎn)生的高頻分量當(dāng)作干擾濾除。這些都是適合于處理平穩(wěn)信號(hào)的實(shí)用方法。

　　小波分析應(yīng)用于變壓器勵(lì)磁涌流中，能夠充分利用小波對(duì)奇異信號(hào)檢測的優(yōu)點(diǎn)，使保護(hù)在勵(lì)磁涌流期間可靠閉鎖。由于變壓器空載合閘差動(dòng)電流具有間斷特性，內(nèi)部故障時(shí)電流波形是連續(xù)變化的，因而，勵(lì)磁涌流和內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流的小波系數(shù)表助EMTP仿真得到的變壓器空載合閘和合閘于內(nèi)部故障的差動(dòng)電流信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行小波分解，由前后半波小波系數(shù)在數(shù)值和方向的對(duì)稱度，確立了變壓器差動(dòng)保護(hù)的小波判據(jù)，并從理論上證明了該判據(jù)的可行性和優(yōu)越性。

　　行波的小波變換能夠刻劃故障行波信號(hào)到達(dá)時(shí)刻，解決了電流行波測距由于無方向性帶來的檢測制約。利用電流行波小波變換模極大值隨尺度的傳播特性，精確定位故障暫態(tài)行波兩次到達(dá)觀測點(diǎn)的時(shí)刻和時(shí)間間隔，實(shí)現(xiàn)故障測距。文主要敘述了小波理論在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用，提出了基于小波變換的電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)數(shù)字濾波器；提出了基于小波變換的電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)故障類型的判別方法和選相方法；提出了基于小波變換的電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)突變量啟動(dòng)元件。

　　此外，15提出了故障診斷的小波檢測方法，通過計(jì)算機(jī)仿真證明了所提出的方法對(duì)建立超高壓輸電線路高速繼電保護(hù)具有重要意義。主要借助于Moilet小波變換對(duì)電力系統(tǒng)幾種常見的故障，如電壓幅值突然升高、電壓幅值突然降低、斷電和瞬時(shí)振蕩，進(jìn)行了分析，有效地檢測到了上述幾種故障的特征。

　　3小波理論在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)應(yīng)用中的常用算法目前，在小波理論及其應(yīng)用中，常用的小波算法有：Mallat算法、濾波器組算法、小波包算法、合成算法、離散算法等。

　　現(xiàn)出不，同特征。文；2A運(yùn)用二次中心|樣條小皮，借趾存空間較大因而減緩了運(yùn)算速度Mallat算法是一種對(duì)信號(hào)從高頻到低頻逐次劃分的算法。該方法必須事先確定系統(tǒng)的最高頻率，并且對(duì)信號(hào)劃分完后，還要進(jìn)行不斷的重構(gòu)過程。

　　其優(yōu)點(diǎn)是算法簡單每次劃分所需要的信號(hào)點(diǎn)數(shù)逐次減半。缺點(diǎn)是中間過程較多，中間結(jié)果占用的內(nèi)林濤。小波分析在大型同步發(fā)電機(jī)微機(jī)繼電保護(hù)中的電保護(hù)中的軟硬件方面的問題已不隹解決r由此可blishingH應(yīng)用開選學(xué)位論武漢華中工大學(xué)博士學(xué)位論濾波器組算法是一種改進(jìn)的Mallat算法，它首先對(duì)信號(hào)劃分為幾個(gè)頻帶，然后對(duì)每一個(gè)頻帶再用Mallat算法從高頻到低頻逐次劃分。較Mallat算法而言，該方法減少了信號(hào)中不必要部分的分析，因而提高了計(jì)算速度、所占用的內(nèi)存空間也較少。

　　小波包算法是一種有選擇性的Mallat算法，但它需要與其他準(zhǔn)則結(jié)合起來，以確定算法的最優(yōu)路徑。所選準(zhǔn)則的不同，其算法的路徑也有不同。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)信號(hào)的特征選擇更具有針對(duì)性，但算法較復(fù)雜。

　　合成算法是基于Mallat算法和小波包算法的由幾步合成為一步或兩步的算法，它把各步的分解算子合并成為一個(gè)合成算子，作用于信號(hào)。該方法具有簡單、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是中間結(jié)果不明顯，且算子合成時(shí)對(duì)各分解算子的要求較高。

　　離散算法有多種離散算法。有類似于快速傅立葉變換的算法和類似于濾波器組算法，但這兩種算法每步所需的采樣點(diǎn)數(shù)都較多且較復(fù)雜。其優(yōu)點(diǎn)是沒有Mallat算法和小波包算法的中間結(jié)果，也沒有合成算法中算子合成的問題。在離散算法中，應(yīng)用研究之二中提出了一種非二進(jìn)小波算法。該算法既簡單又快速，是一種適合于電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的算法。此外，合成算法在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)中也是值得考慮的。

　　在上述算法的基礎(chǔ)上，有不少還結(jié)合了其它一些計(jì)算方法，如最大模值法、遞歸法、插值法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。

　　4小波理論在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)應(yīng)用中存在的問題和應(yīng)用前景小波分析盡管克服了傅立葉分析和短時(shí)傅立葉分析在某些方面的不足，但若將小波算法用于繼電保護(hù)的研究成果中，主要解決三個(gè)方面的問題：一是觀念更新：大膽推廣和應(yīng)用新工具和新方法。二是硬件更替：由于小波算法所處理的不僅是傳統(tǒng)的平穩(wěn)信號(hào)，更主要的是現(xiàn)代復(fù)雜電力系統(tǒng)的非平穩(wěn)非線性信號(hào)、既突變又時(shí)時(shí)摻有噪聲的信號(hào)，因此對(duì)待分析信號(hào)所需要的采樣點(diǎn)數(shù)較傅立葉算法要高出幾倍甚至上十倍，這就要求現(xiàn)有的微機(jī)保護(hù)中的CPU等硬件需要改進(jìn)，以提高運(yùn)算速度，達(dá)到微機(jī)保護(hù)實(shí)時(shí)性的要求。三是軟件研制：在現(xiàn)行的繼電保護(hù)軟件中加小波算法的程序及其相關(guān)的軟件。目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，將小波算法應(yīng)用到繼見，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，以小波算法取代傅立葉算法是繼電保護(hù)發(fā)展的必然趨勢。

　　此外，對(duì)于把小波理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)方面，還需要在以下幾個(gè)方面作出努力：尋求適用于電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的最優(yōu)小波母函數(shù)及其相應(yīng)的小波變換。

　　尋求基于小波理論的電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)用的實(shí)時(shí)快速算法，為小波理論在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)中的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

　　大力開發(fā)適用于電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的基于小波理論的信號(hào)分析和處理軟件。

　　大力開發(fā)基于小波理論的電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)設(shè)備和裝置。如有關(guān)的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、輸電線路等微機(jī)保護(hù)裝置。

　　目前，在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，無論是研究小波分析的基本理論方面，還是研究基于小波分析的電力系統(tǒng)應(yīng)用方面，都呈現(xiàn)出繁榮的景象。

　　可以預(yù)料，在今后的幾年中，小波理論作為一種新的工具，在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用研究將引起電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的一場新的革命。

　　5結(jié)論小波分析算法盡管所需信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)要大于傅里葉分析算法的點(diǎn)數(shù)，但隨著計(jì)算機(jī)處理芯片的速度加快，其優(yōu)勢越來越明顯。小波變換所具有的優(yōu)良的時(shí)頻局部化特性，對(duì)電力系統(tǒng)以及電力設(shè)備的故障檢測與診斷，提高電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的可靠性、快速性、選擇性，都具有十分重要意義。此外，本文指出了現(xiàn)階段小波理論在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)應(yīng)用中存在的問題，提出了小波理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究中的一些新的思路和應(yīng)用領(lǐng)域。