Nghiên cứu phổ wavelet cho xung quá điện áp không chu kỳ tại HCMUTE

LÝ LỊCH KHOA HỌC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

1. CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu

1.2. Mục đích và giới hạn của đề tài

1.3. Phƣơng pháp nghiên cứu

1.4. Điểm mới của luận văn

2. CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN GẦN ĐÚNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NỘI SUY

2.1. Cơ sở toán học của phƣơng pháp dây cung

2.1.1. Phƣơng pháp dây cung

2.1.2. Các bƣớc tiến hành tính toán

2.1.3. Giải thuật đƣợc tiến hành theo phƣơng pháp dây cung

2.2. Cơ sở toán của phƣơng pháp tính tích phân gần đúng bằng công thức Simpson

3. CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÉP BIẾN ĐỔI FOURIER VÀ PHÉP BIẾN ĐỔI WAVELET

3.1. Giới thiệu về phép biến đổi Fourier

3.1.1. Biến đổi Fourier

3.1.2. Biến đổi Fourier liên tục

3.1.3. Biến đổi Fourier của tín hiệu rời rạc DTFT

3.2. Chuỗi Fourier rời rạc

3.3. Biến đổi Fourier hữu hạn

3.4. Tìm hiểu biến đổi Fourier thuận

3.5. Tìm hiểu biến đổi Fourier ngƣợc

3.6. Phƣơng pháp nghiên cứu đặc tính tần số

3.7. Nghiên cứu phổ của các tín hiệu cơ bản

3.7.1. Xung dạng hàm mũ

3.7.2. Xung tăng tuyến tính và cắt ở thời gian Tc

3.8. Giới thiệu về phép biến đổi Wavelet

3.8.1. Giới thiệu tổng quan cơ sở lý thuyết Wavelet

3.8.2. Từ biến đổi Fourier đến biến đổi Wavelets

3.8.3. So sánh biến đổi Wavelet và biến đổi Fourier

3.8.4. Cơ sở toán học của Wavelet

3.8.4.1. Biến đổi Wavelet liên tục

3.8.4.2. Năm bƣớc để thực hiện biến đổi Wavelet liên tục

3.8.4.3. Biến đổi Wavelet rời rạc DWT

3.8.4.4. Tái tạo Wavelet IDWT

3.8.4.5. Các bộ lọc tái tạo

3.8.5. Phân tích Wavelet gói

3.8.5.1. Phân tích đa phân giải

3.8.5.2. Cấu trúc Wavelet gói

3.8.6. Giới thiệu một số họ Wavelet

3.8.6.1. Biến đổi Wavelet Haar

3.8.6.2. Biến đổi Wavelet Hat Mexican

3.8.6.3. Biến đổi Wavelet Daubechies

3.8.7. Một số ứng dụng nổi bậc của Wavelet

4. CHƢƠNG 4: CÁC DẠNG XUNG ĐIỆN ÁP CHUẨN TRONG THÍ NGHIỆM

4.1. Các dạng xung điện áp chuẩn trong thí nghiệm

4.2. Xác định mối quan hệ giữa các thông số của các dạng sóng quá điện áp không chu kỳ

4.2.1. Xác lập mối quan hệ các thông số thời gian

4.2.2. Khảo sát hàm số f (x)

4.2.2.1. Tìm giới hạn khi x→1

4.2.2.2. Tìm giới hạn của f(x) khi x→0

4.2.3. Khảo sát đạo hàm f ' ( x)

4.2.3.1. Tìm giới hạn của f ' ( x) khi x  1

4.2.3.2. Tìm giới hạn của f ' ( x) khi x  0

4.2.4. Điều kiện tồn tại xung cao áp và dòng cao

4.3. Xác định thông số cho các dạng sóng tiêu biểu

5. CHƢƠNG 5: PHÂN TÍCH PHỔ CỦA CÁC DẠNG XUNG ĐIỆN ÁP CHUẨN

5.1. Biến đổi Fourier thuận và nghịch cho tín hiệu xung quá điện áp không chu kỳ

5.2. Biến đổi Fourier thuận

5.3. Biến đổi Fourier nghịch

5.4. Biến đổi Wavelet của các tín hiệu xung quá điện áp không chu kỳ

5.4.1. Biến đổi Wavelet thuận

5.4.2. Phổ Wavelet thuận với hệ số a thay đổi và cố định hệ số b=1

5.4.3. Phổ Wavelet thuận với hệ số b thay đổi và cố định hệ cố a

5.4.4. Phân tích phổ Wavelet thuận với hệ số a thay đổi liên tục

5.5. Khảo sát bộ biến đổi điện áp bằng biến đổi Wavelet nghịch

5.5.1. Khảo sát Wavelet nghịch qua bộ biến đổi điện áp

5.5.2. Kết quả giá trị điện áp u2* (t ) theo f qua bộ phân áp bằng Wavelet nghịch

5.5.3. Phổ Wavelet nghịch qua bộ biến đổi điện áp ở tần số thấp

5.6. Phổ Wavelet nghịch qua bộ biến đổi điện áp ở tần số cao

5.7. Biểu thức dự đoán nhanh Phổ Tần của dạng xung sét chuẩn

5.8. Phân tích phổ Wavelet với các tham số tỷ lệ và thời gian

6. CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

6.1. Các kết quả đạt đƣợc của đề tài

6.2. Hƣớng phát triển của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC: CHƢƠNG TRÌNH CODE TÍNH TOÁN PHỤC VỤ LUẬN VĂN

1. Chƣơng trình xác định điều kiện tồn tại sóng xung sét K= TS/TdS

2. Chƣơng trình xác định thông số xung sét

3. Chƣơng trình phân tích phổ Fourier thuận và nghịch của xung sét

3.1. Chƣơng trình phân tích Fourier thuận

3.2. Chƣơng trình phân tích phổ Fourier nghịch

4. Chƣơng trình xác định hàm cơ sở của Wavelet

5. Chƣơng trình phân tích xác định phổ Wavelets của các dạng xung sét

5.1. Chƣơng trình code Wavelet thuận với hệ số tỷ lệ a cố định trong miền tần số và hệ số dịch chuyển b cố định

5.2. Chƣơng trình code Wavelet thuận với hệ số tỷ lệ a thay đổi trong miền tần số và hệ số dịch chuyển b cố định

5.3. Chƣơng trình code Wavelet phân tích phổ tần số qua bộ phân áp của xung sét

5.4. Chƣơng trình toán tìm giá trị u2* (t ) theo giá trị tần số f

5.5. Chƣơng trình code dự đoán nhanh phổ tần số của xung sét chuẩn

5.6. Chƣơng trình code phân tích Wavelet biểu diễn hàm tỷ lệ và trong miền thời gian

I. Giới thiệu tổng quan

Nghiên cứu về phân tích phổ wavelet cho các dạng xung quá điện áp không chu kỳ tại HCMUTE là một lĩnh vực quan trọng trong ngành điện. Ngành điện Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, với nhiều nhà máy điện và hệ thống truyền tải điện được xây dựng. Việc đo lường chính xác các thông số điện trong hệ thống điện áp cao là rất cần thiết. Các thiết bị đo lường thường gặp khó khăn trong việc đo trực tiếp các thông số điện áp cao, do đó, việc sử dụng các thiết bị đo gián tiếp là phổ biến. Xung quá điện áp không chu kỳ thường có dạng tăng nhanh đến giá trị cực đại và giảm dần xuống zero, điều này tạo ra thách thức trong việc ghi nhận tín hiệu chính xác. Việc nghiên cứu và áp dụng phương pháp wavelet giúp cải thiện độ chính xác trong việc đo lường và phân tích các dạng xung điện áp.

II. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu trong luận văn này bao gồm việc áp dụng phân tích phổ wavelet để khảo sát các dạng xung điện áp không chu kỳ. Các phương pháp tính toán gần đúng và nội suy được sử dụng để xác định các thông số cần thiết. Việc sử dụng biến đổi Fourier và biến đổi wavelet cho phép phân tích các tín hiệu xung điện áp một cách hiệu quả. Các bước tiến hành tính toán được thực hiện theo quy trình chặt chẽ, đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả. Nghiên cứu này không chỉ giúp xác định các thông số điện áp mà còn cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc phát triển các thiết bị đo lường trong tương lai.

III. Cơ sở lý thuyết về phép biến đổi Fourier và phép biến đổi Wavelet

Phép biến đổi Fourier và phép biến đổi wavelet là hai công cụ quan trọng trong việc phân tích tín hiệu. Biến đổi Fourier cho phép chuyển đổi tín hiệu từ miền thời gian sang miền tần số, giúp xác định các thành phần tần số của tín hiệu. Trong khi đó, biến đổi wavelet cung cấp khả năng phân tích tín hiệu theo cả thời gian và tần số, cho phép phát hiện các đặc điểm tạm thời của tín hiệu. Việc so sánh giữa hai phương pháp này cho thấy phương pháp wavelet có ưu điểm vượt trội trong việc phân tích các dạng xung điện áp không chu kỳ, đặc biệt là trong việc xác định các thông số tần số và biên độ của xung.

IV. Phân tích phổ của các dạng xung điện áp chuẩn

Phân tích phổ của các dạng xung điện áp chuẩn là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Các dạng xung được khảo sát bao gồm xung sét chuẩn và xung thao tác. Việc áp dụng biến đổi Fourier và biến đổi wavelet giúp xác định các thông số tần số và biên độ của các dạng xung này. Kết quả phân tích cho thấy rằng việc sử dụng phương pháp wavelet cho phép phát hiện các đặc điểm tần số một cách chính xác hơn so với phương pháp Fourier truyền thống. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện độ chính xác của các thiết bị đo lường điện áp cao.

V. Kết luận và hướng phát triển

Luận văn đã trình bày một cách chi tiết về việc áp dụng phân tích phổ wavelet cho các dạng xung quá điện áp không chu kỳ. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng phương pháp này không chỉ giúp cải thiện độ chính xác trong việc đo lường mà còn mở ra hướng phát triển mới cho các thiết bị đo lường trong tương lai. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các ứng dụng của phương pháp wavelet trong lĩnh vực điện áp cao sẽ góp phần nâng cao chất lượng và độ tin cậy của các thiết bị đo lường, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành điện Việt Nam.

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu phổ wavelet của các dạng xung quá điện áp không chu kỳ