基于小波变换的直流系统蓄电池剩余容量在线检测

论文摘要

直流系统对电力系统的安全可靠运行有重要作用,发电厂和变电站中的直流系统是电力系统重要的工作电源。直流操作电源的后备电源一般为蓄电池组,当系统停电时,由蓄电池组提供后备电源。随着人们对供电可靠性和电能质量要求的提高,为保证直流操作电源的安全可靠,必须对蓄电池组运行参数进行全面的在线检测。由于电池的剩余容量与其内阻之间存在很好的相关性,因此可以通过电池内阻的测量,对电池的剩余容量进行在线检测。目前广泛采用的交流法虽然能实现在线检测,但该方法存在固有的缺陷。为了消除在线检测中的噪声干扰,本文选择在时频域中都具有良好的局部化特性的小波进行去噪。在深入研究了小波理论以及交流法在线检测不足的基础上,针对干扰噪声的特性,本文提出了基于3次B样条小波的信号处理新的分析方法,该方法能够充分利用小波分析的特性,有效的去除信号中的噪声干扰。进行小波分析时,小波函数的选择非常重要,不同的小波函数具有不同的适用范围和应用领域；同时,小波变换的不同尺度对应信号的不同频段。本文总结了小波函数和尺度的选择原则,并对选用的3次B样条函数进行详细的介绍。本文应用MATLAB软件进行了仿真,通过simulink构建蓄电池模型,在仿真实验中,通过选择不同的小波基函数,不同的参数设置(比如阈值、尺度)等,来对本文提出的新方法的进行分析,结果证明了该方法的有效性和准确可靠性,最后完成了基于DSP和CPLD的在线检测装置的设计方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外蓄电池剩余容量检测方法综述
• 1.3 小波变换理论的发展及应用现状
• 1.4 本课题的研究目的及主要内容
• 第二章 小波变换基本理论
• 2.1 小波分析的基本理论
• 2.1.1 小波的基本定义
• 2.1.2 小波的性质
• 2.1.3 小波的分类
• 2.1.4 多分辨率分析与小波函数的构造
• 2.1.5 小波包变换的理论分析
• 2.2 Mallat塔式算法
• 2.3 小波基的选择原则
• 2.3.1 Lipschtiz指数
• 2.3.2 用于在线检测的小波基的选择原则
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于MATLAB的仿真实验
• 3.1 MATLAB仿真软件
• 3.2 MATLAB仿真中原始信号的构造
• 3.3 蓄电池的仿真模型
• 3.4 利用不同的小波函数对待测信号进行小波变换
• 3.4.1 haar（哈尔小波）
• 3.4.2 Daubechies（dbN小波）
• 3.4.3 Morlet小波
• 3.4.4 三次B样条小波
• 3.5 三次B样条小波变换的等效滤波器
• 3.5.1 n次B样条小波
• 3.5.2 求小波变换的低通滤波器系数
• 3.5.3 小波函数的选取
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于小波变换的实验装置设计
• 4.1 系统的构成与功能
• 4.1.1 直流系统蓄电池组
• 4.1.2 DSP检测系统
• 4.1.3 低频信号发生和加载电路
• 4.1.4 信号调理部分
• 4.2 基于DSP的系统软件设计
• 4.2.1 CCS集成开发环境
• 4.2.2 软件设计流程
• 4.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文