基于强跟踪滤波器的电力系统频率测量算法

频率在电力系统保护与控制、电能质量监测等领域都起到了关键作用。建立了谐波和噪声干扰下的电压信号的复数状态空间描述,提出了基于强跟踪滤波器(Strong Tracking Filter, STF)的电力系统频率测量算法。解决了扩展复数卡尔曼滤波(Extended Complex Kalman filter, ECKF)算法在算法收敛后,系统状态发生突变的情况下需要重置误差协方差阵来重新跟踪这些变化的问题,进一步提高了其动态跟踪速度。通过与鲁棒型扩展复数卡尔曼滤波(Robust Extended Complex Kalman Filter, RECKF)算法的对比仿真表明,STF测频算法在迅速跟踪电压频率、幅值和相位变化的同时又能够保持较低的跟踪误差。     

基于强跟踪滤波器的电力系统频率测量算法

频率在电力系统保护与控制、电能质量监测等领域都起到了关键作用。建立了谐波和噪声干扰下的电压信号的复数状态空间描述,提出了基于强跟踪滤波器(Strong Tracking Filter,STF)的电力系统频率测量算法。解决了扩展复数卡尔曼滤波(Extended Complex Kalmanfilter,ECKF)算法在算法收敛后,系统状态发生突变的情况下需要重置误差协方差阵来重新跟踪这些变化的问题,进一步提高了其动态跟踪速度。通过与鲁棒型扩展复数卡尔曼滤波(Robust Extended Complex Kalman Filter,RECKF)算法的对比仿真表明,STF测频算法在迅速跟踪电压频率、幅值和相位变化的同时又能够保持较低的跟踪误差。     

强跟踪滤波器在实时数据处理中的应用

针对靶场导弹非线性系统实时数据处理滤波器设计问题,提出了应用带多重时变渐消因子强跟踪滤波算法满足靶场实时数据处理滤波器设计的需求。给出了目标状态方程及强跟踪滤波算法,探讨了时变渐消因子的确定方法,并通过与卡尔曼滤波器比较仿真实验,证明了带多重时变渐消因子的强跟踪滤波算法在非线性系统实时数据滤波处理方面具有较好较强模型不确定性的鲁棒性和突变状态的跟踪能力,解决了非线性系统目标跟踪数据实时处理的技术问题。     

基波相位和频率的高精度检测及在有源电力滤波器中的应用

该文提出了一种电力基波频率和相位的高精度数字化实时检测方法,提出了基于高精度基波相频实时检测的有源电力滤波器谐波和无功电流的检测方法。相位检测是基于三角函数正交性及自适应滤波的原理构造了相位跟踪的闭环控制回路,结合延时反馈及变参数 PI 控制技术,使初相跟踪检测的精度达到(10-4)o~(10-10)o的数量级;基波频率的测量是基于初相跟踪检测控制系统的基础之上,求取稳态时初相修正量的时间变化率,即可作为频率跟踪的反馈。在有源电力滤波器中,利用该方法可以求取电压和电流的基波相位频率和相应基波的单位正弦函数,基波幅值用滑窗傅立叶变换的方法求得,从而方便精确地检测出有功和谐波电流。仿真与实验结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于强跟踪滤波器的变压器绕组故障实时检测研究

绕组是变压器发生故障较多的部件。基于强跟踪滤波理论 ,本文给出了一种变压器绕组故障实时检测与诊断的理论方法。该方法将状态估计与参数辨识相集成。仿真结果表明 ,它不仅能准确快速地识别故障类型及其相关参数 ,而且在故障发生时能够保持比较高的参数估计精度。     

电力系统自适应基波提取与频率跟踪算法

传统的电网频率跟踪算法一般依赖于调整所选电网模型的响应速度或精度来增强电力系统异常情况下的稳定性,为减小电网谐波或噪声对频率测量的影响,提出了一种自适应基波提取与频率跟踪算法。该算法通过对电网状态的预估,获得电网频率与电压幅值的估计值,用于实时更新无限冲击响应滤波器系数,实现电网的白适应基波提取,同时还给出了滤波器在系数切换时快速稳定的方法,在此基础上,引入鲁棒扩展卡尔曼滤波算法,实现对基波频率的精确跟踪。仿真和实测结果表明,该算法响应速度快,测量精度高,可有效抑制电网噪声对频率跟踪结果的影响,且算法复杂度较低,可以满足电力系统实时应用的要求。     

基于强跟踪滤波器的快速实时负荷建模方法

电力系统负荷的时变性和随机性给实时或超实时暂态稳定分析带来了困难。提出一种可用于实时或超实时暂态稳定分析的快速负荷建模方法,为解决这一难题提出了新思路。该方法以实时辨识、实时使用为主要思想,采用强跟踪滤波器进行暂态稳定分析的快速负荷建模,并用辨识结果实时更新超实时暂态稳定程序中的负荷模型。仿真结果表明,所提出的快速负荷建模方法能够满足暂态稳定分析对负荷建模的实时或超实时需求。     

基于强跟踪滤波器的自适应励磁控制器

该文引入强跟踪滤波器用于发电机励磁控制,建立了一种新的自适应励磁控制器.该控制器根据发电机运行状态由强跟踪滤波器实时估计系统的扰动信息,准确地获得单机无穷大模型中的系统参数,以调整控制器,使之得以适应系统运行点的变化以及系统遭受的干扰.仿真研究表明,文中所建立的自适应励磁控制器可以有效地提高电力系统的稳定性,在系统遭受不同干扰下均表现出良好的动、静态性能.     

基于自适应强跟踪滤波器的汽车行驶状态软测量

针对汽车底盘控制系统中一些关键汽车行驶状态难以准确直接测量以及测量成本较高的问题,在自适应卡尔曼滤波算法和强跟踪滤波算法的基础上,提出基于自适应强跟踪滤波器的汽车行驶状态估计方法.结合纵向、侧向和横摆3自由度非线性汽车模型,将其应用于汽车行驶状态的软测量之中,并与扩展卡尔曼滤波算法进行比较分析.通过Carsim和Matlab/SIMULINK联合仿真的双移线试验的结果表明,在非线性区域内,自适应强跟踪滤波器能快速、准确跟踪汽车状态.该算法在估计精确度、跟踪速度、抑制噪声等方面均优于扩展卡尔曼滤波算法,满足汽车状态估计器的软件性能要求.     

基于强跟踪滤波器的输电线路单端故障测距新方法

为快速、准确、可靠地对输电线路故障进行定位,提出了一种基于强跟踪滤波器原理的输电线路单端故障测距方法。将线路故障距离、首端到故障点的线路电阻、故障点处故障电压作为状态变量,利用线路首端故障电流和电压信号为输入输出量,建立系统状态和参数联合估计的数学模型,应用强跟踪滤波器原理对故障距离进行估计,无需解方程即可得到准确的故障距离。大量PSCAD/EMTDC仿真表明,该方法简单、测距精度高,且不受故障类型、过渡电阻、故障起始时刻等不确定因素的影响。     

基于强跟踪滤波器的模拟电路故障在线诊断方法

基于强跟踪滤波理论,给出了模拟电路故障实时诊断的一种新方法.该方法以建立模拟电路状态空间模型为基础,利用强跟踪滤波器对电路状态及元件参数进行估计,当元件参数发生软、硬型故障时,根据强跟踪滤波器对元件参数的跟踪结果及修正的Bayes分类算法,可实时诊断模拟电路中的元件故障.此外,该方法对于元件容差引起的故障诊断模型的不确定性具有较强的鲁棒性,对非线性电路的故障诊断也非常适用.实验结果证明了该方法的有效性.     

基于强跟踪滤波器的小电流接地系统故障选线

国内配电网大多为小电流接地系统,在发生单相接地故障后快速选出故障线路具有重要意义。本文分析了中性点不接地和经消弧线圈接地系统的零序等效模型,建立了关于零序电流和零序电压的瞬时值微分方程,并将线路对地电容转化为线路等效长度。利用强跟踪滤波器算法对各条出线的线路等效长度进行估计,通过判断各条出线的线路等效长度来进行选线。通过仿真表明,该选线方法用于小电流接地系统准确可靠,不受故障电阻、故障距离、故障初相角的影响;并且具有自举性,可以和馈线保护合为一体,满足自动化要求。     

基于参数跟踪的感应电机转速与磁链强跟踪滤波估计方法

针对感应电机高性能矢量控制中的转速与磁链估计问题,提出了一种包含参数跟踪的转速与磁链联合估计强跟踪滤波(STF)方法.考虑电机参数变化及模型不确定性,采用粒子群迭代学习动态优化算法实现对感应电机参数的在线跟踪,修正的STF算法用于实现对感应电机转速与转子磁链的联合估计.仿真结果表明,包含参数跟踪的STF算法能够有效实现...     

基于二阶带通滤波器的单相锁相环技术研究

并网系统中,由于存在大量电力电子器件,导致并网逆变器输出的电压中存在直流分量和高频谐波,传统锁相环的环路滤波器难以完全滤除输入信号的谐波,将在锁相环输出信号中产生相位偏移。针对这一现象,首先,构造了一个二阶带通滤波器(Biquad filter, BF)来有效抑制输入电压信号中直流分量和高频谐波,锁相环中的正交信号通过构造二阶广义积分器(SOGI)来获得;然后,对二阶带通滤波器特性进行分析,设计了双二阶带通滤波器参数;最后,通过Matlab/Simulink软件对包含直流分量、高频分量、畸变、跳变等情况的电压信号进行仿真。仿真结果表明,基于二阶带通滤波器的锁相环能够很好抑制直流分量和高频分量,有效消除因参数设置不合理产生的相位偏移。     

基于多尺度形态学和Kalman滤波的基波分量提取

针对Kalman滤波在提取基波分量时存在暂态噪声抑制能力差和噪声统计特性不精确的缺点,提出了一种新的基波分量提取算法。采用改进的数学形态滤波器对采集信号进行多尺度分析得到平滑信号和细节信号,改进的滤波器使用不同形状的结构元素,有效地提高噪声抑制能力。利用平滑信号更新Kalman滤波器的观测值,减少故障信号暂态噪声的干扰,提高了滤波算法的收敛速度;利用细节信号实时在线计算测量噪声的方差,提高了滤波算法的收敛精度。在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型对算法进行验证与测试,仿真结果证实了算法的可行性和有效性。     

基于改进强跟踪无迹卡尔曼滤波的电力信号同步相量跟踪算法

配电网中各类噪声对相量测量产生较大影响,研究在高噪声环境下能够可靠检测并能快速跟踪电力信号突变的同步相量测量算法,对保证电网的稳定性与可靠性具有重要意义.提出基于量测量误差协方差次优估计的自适应强跟踪无迹卡尔曼滤波(SEMEC-ASTUKF)的同步相量测量算法.首先根据递归最小二乘法提出一种自适应常值噪声统计估计器提高...     

基于单相锁相环的高压直流分相触发相位控制

触发相位控制是高压直流系统控制的基础。换流器触发相位控制方式对高压直流性能的影响尤以不对称故障工况下为甚。针对传统分相触发中过零点检测抗干扰性差以及等间隔触发控制自由度低等缺点,提出一种新的基于单相锁相环的分相触发方案,该触发方式的锁相过程对谐波和负序电压干扰具有较强的抑制能力,能够在三相不对称工况下获得更详细的电压相位信息,减小此时各阀实际触发角的差异。最后,利用PSCAD/EMTDC对所提分相触发方式下高压直流稳态和暂态性能进行了仿真测试和分析,结果表明新分相触发对系统稳态性能无不利影响,并可有效降低交流故障恢复过程发生后续换相失败的概率,验证了该分相触发方式的优越性。