解微分方程算法的改进及应用研究

对解微分方程算法做了改进,通过数字仿真计算验证了改进后算法的优良估计性能,并且把它与递推最小二乘法、全周傅立叶算法作了比较,并根据各算法的估计性能特点,提出了一种具有反时限特性的距离保护算法的实现方案。     

傅里叶算法和微分方程算法的改进

本文对傅里叶算法作了改进。傅里叶系统并联一个适当的积分滤波器以后可以消除非周期分量对阻抗计算的影响。同时采用变动数据窗的方法,算法的响应时间显著地减少了而精度仍然得到保证。在本文中,对微分方程算法也作了探讨和改进。采用梯形法近似积分以及补偿系数的方案,提高了X的精度2％。又用数字滤波器模拟了模拟滤波器,对本方案R·X的误差作了分析,并采取了相应的对策。改进后的算法都在DJS-131小型机上作了考核,并且编制了实时程序在INTEL-8086微型机上作了试验。结果是令人满意的。     

感应电机的带通滤波器补偿电压模型及其应用研究

对于高性能的感应电机矢量控制系统,磁链估计是首先要解决的问题。该文阐述了感应电机带通滤波器补偿电压模型的基本原理,提出了基于该模型的新型定子磁链估计算法。深入分析了带通滤波器极点位置对算法的影响,获得了极点位置与电机运行频率的限制条件。在此基础上引入了定子磁链的自适应相位控制器,增大了滤波器极点的取值范围,提高了算法的动态性能。该文提出的定子磁链估计算法在理论上可彻底解决对反电动势积分时的积分初值与直流漂移问题,在较宽的速度范围内均可获得幅值和相位较为准确的定子磁链,可用于高性能的无速度传感器感应电机矢量控制系统,具有较好的实用性。通过仿真及实验对提出的磁链估计算法进行了验证。     

磁通观测改进的无速度传感器DTC系统

针对定子电阻摄动与积分漂移对直接转矩控制(DTC)性能的影响,在分析直接转矩控制特点的基础上,推导了以电机有功功率为基础的定子电阻辨识算法与以反电动势为基础的定子磁链辨识算法,并将坐标系定向于定子电流矢量上推导出转速估计算法.以此建立的直接转矩控制系统,定子电阻辨识算法不依赖电机其他易变参数,转速估计中未使用转子电阻或转子时间常数;通过4kW感应电机无速度传感器DTC系统仿真试验表明,积分漂移得到有效抑制,估计速度与实际速度良好吻合,系统具有较好调速性能.     

TD-LTE-A信道估计DFT算法研究

TDLTE-A信道估计的经典算法有最小平方（LS）算法,线性最小均方误差（LMMSE）算法以及基于变换域的离散傅里叶变换（DFT）算法.LS算法不需要知道信道的先验信息,但是对噪声没有做任何处理.LMMSE算法利用了信道的自相关矩阵,估计性能比LS要优良,但是计算较为复杂,不利于在实际系统中实现.DFT算法则是在LS算法估计结果的基础上,进行变换域处理.但是DFT算法存在较为明显的“地板效应”.然而,提出通过改进TD-LTE-A系统的参数配置,可以有效地改善DFT算法的估计性能,使其性能接近于理想信道估计,并且通过仿真比较了DFT估计与其他信道估计算法在信道响应值的均方误差和信道冲击响应值的差异.     

基于自适应SRUKF算法的电力系统动态谐波状态估计

针对传统无迹卡尔曼滤波(unscented kalman filter, UKF)谐波状态估计算法存在时变噪声和异常数据时估计准确度较差的情况,提出了一种基于自适应平方根无迹卡尔曼滤波(square-root UKF, SRUKF)的电力系统谐波状态估计算法。首先,针对时变噪声干扰,引入改进的Sage-Husa噪声估计方法实时估计噪声协方差。其次,针对异常数据干扰,引入异常数据修正方法,通过修正系数来降低异常数据对状态估计结果的影响。最后,通过搭建IEEE14节点系统验证自适应SRUKF算法的估计性能,能够有效地应用于电力系统的动态谐波状态估计。仿真结果表明,该算法在时变噪声和异常数据干扰时仍具有良好的估计性能。     

用于电力系统动态状态估计的改进鲁棒无迹卡尔曼滤波算法

针对动态状态估计中传统无迹卡尔曼滤波(UKF)采样方法的不足,对UKF算法进行改进,每次估计实时调节比例修正因子,提高滤波性能。动态状态估计结果精度受量测粗差影响较大,为此提出一种鲁棒无迹卡尔曼滤波(RUKF)算法,引入粗差判据检测粗差,通过增强因子来降低粗差对系统状态估计结果的影响。将RUKF算法运用于电力系统动态状态估计,仿真结果表明,该算法具有良好的估计性能及较强的鲁棒性。     

输电线路微机距离保护中解微分方程算法的分析与改进

为改善基于单端电气量距离保护的性能,提高距离继电器承受过渡电阻的能力,从单端故障测距的角度出发,分析距离保护中计算阻抗的常用算法———解微分方程算法,结合输电线路发生各种故障后的电压电流关系,对传统的解微分方程算法进行了分析。根据分析得到的结果,对两相短路故障和两相接地短路故障算法进行了改进。针对传统的用于两相故障和两相接地故障中的解微分方程算法不能有效地克服负荷电流对于计算电抗的影响,在改进中重点解决如何有效消除负荷电流的影响。两相故障采用非故障相来消除负荷电流的影响,而两相接地故障则根据故障点电流和保护安装处零序电流的关系消除负荷电流影响。通过仿真计算表明,经改进的算法较常用算法抗过渡电阻能力强,测距结果比常用的解微分方程算法更准确,可应用于实际的距离保护装置中。     

基于改进的 AEKF 铅酸电池 SOC 在线估计

为了提高铅酸电池在随机工况下荷电状态(SOC)估计精度,减小误差变化对估计精度的影响。针对自适应扩展卡尔曼滤波中误差新息序列长度固定选取的局限性,本文提出一种改进的自适应扩展卡尔曼滤波算法估计SOC。通过似然估计来监测协方差匹配算法中的误差新息序列分布变化时刻,根据误差新息的分布变化来自适应调整新息序列长度,进而降低估计SOC时的误差。首先通过带遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)辨识获得等效模型参数,其模型平均误差电压为13.63 mV,然后在随机工况实验下发现,改进后的算法在估计SOC时的RMSE和MAE性能上精度分别提高了14.44%和17.26%,结果表明改进后的算法拥有更好的稳定性和精度。     

基于EE模型的励磁系统参数时域辨识法

提出一种基于EE（方程误差）模型的时域辨识算法，通过对离散采样数据的多重积分（PLPF法）估计模型参数值，直接求取待辨识系统微分方程的系数；再根据微分方程的系数，由特定系数法得到一个非线性方程组，然后用牛顿迭代法求解得出传递函数的模块环节实际参数。该方法的优点在于根据输入输出采样数据直接在时域上进行参数辨识，方法简便，较好地解决了由传递函数多项式a,b系数转化为传递函数框图环节参数的实际需求。该方法通过工业试验得到校核验证。     

风电场送出线等传变距离保护

分析了具备低电压穿越(LVRT)能力的双馈式风电场送出线路故障暂态特性。风电送出线路风场侧保护测得的电压与电流主要频率分量不一致,致使传统的依据工频电压、电流相量的距离保护元件动作性能受到严重影响,无法正常工作。基于输电线路时域模型的解微分方程算法不涉及信号的频域信息,可以克服送出线电压、电流主频不同带来的影响,但受高频分量的影响较大。等传变距离保护相较传统的解微分方程算法,增加了低通滤波及故障点电压重构两个环节,显著改善了算法的测距性能。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,线路不同位置处发生不同类型故障时,等传变距离保护算法均可以实现快速、准确测距。     

基于电流微分初始值的VSC直流配电系统线路故障定位方法

在分析基于电压源型变换器的直流配电系统线路发生单、双极故障时电压、电流时域及频域故障特性方程的基础上,推导得到电流微分方程,并利用不同故障类型下的正极、负极电压和电流突变量进行故障判别,根据故障电流微分初始值推导得到故障定位方程。通过联立回路方程解决过渡电阻问题,并利用插值算法对传统的差分算法进行改进,解决了差分算法替代微分值存在的要求采样频率高、误差大的问题。仿真结果验证了所提定位方法的正确性和可行性,表明了所提方法计算简单、定位精度高。     

基于参数识别的高阻接地距离保护算法

为解决输电线路单相接地故障时距离保护耐过渡电阻能力不高的问题,提出一种新的具有3个系数的时域解微分方程距离保护算法。算法的核心思想是将故障点后系统等效为一个电感,通过列写故障时准确测距方程,推导出3系数的解微分方程算法。理论分析和EMTP仿真实验证明,该算法适用于中、短距离输电线路,耐过渡电阻能力高,尤其在线路末端时测距准确,在末端经高过渡电阻故障时,不存在超越问题。算法有望从根本上解决距离保护耐过渡电阻能力不高的问题,构成新型的快速距离保护。     

基于ANN的补偿电流互感器饱和对传变电流影响的算法

提出一种基于人工神经网络(ANN)的消除和补偿电流互感器饱和对传变一次电流影响的算法。算法的基本思想为：当电流互感器饱和时,利用人工神经网络极强的非线性映射能力,由电流互感器的二次电流准确计算出一次电流,从而有效地消除和补偿了电流互感器饱和对传变一次电流的影响。与传统的基于微分方程的补偿算法进行了比较,结果表明基于ANN的算法能够获得比采用传统的微分方程算法更好的结果。     

基于微分方程的自适应窗长距离保护算法研究

对基于微分方程的自适应窗长距离保护算法进行了研究。该算法的特点是用有限项变换技术求解微分方程,用阻抗平均值突变量元件检测故障的发生并起动自适应窗长,算法的最终窗长取决于故障的严重程度。为了验证这一算法的有效性,进行了大量的仿真和动模实验。结果表明,该算法具有良好的高频特性,适用于高压和超高压输电线路的距离保护。     

一种考虑分布电容的模糊故障测距算法

提出了一种考虑分布电容的故障测距新算法.该算法基于微分方程描述的线路数学模型,利用单端信息对高压输电线路进行故障测距,保留了解微分方程算法的简单可靠、现实可行、不必考虑衰减直流分量和谐波及电网频率波动影响的特点,同时考虑过渡电阻和分布电容的影响,克服了传统解微分方程法中在经高阻接地故障时测距误差过大和忽略分布电容引起的故障定位不准确的缺点.为了检验算法的精度,进行了大量的动模实验.结果表明,算法原理正确并具有较高的测距精度.     

同杆双回线反序电流特点及其在T形线路测距中的应用

对同杆双回线的反序电流特性进行了研究,推导出双回线中存在其他支路时反序电流的计算公式及特点。该计算公式可以应用到带有同杆双回线的T形线路的故障支路判断和故障测距,利用反序正序电流计算反序正序电压,并且利用反序正序电压在故障点相等的等量关系进行故障测距。大量的EMTP仿真结果表明,所给出的支路电流与同杆双回线反序正序电流之间的关系是正确的,并且在带有同杆双回线的T形线路故障测距中显示出较大的优势。该测距方法的精度不受故障支路、故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响。     

最小二乘法在距离保护中的应用初探

电压和电流信号中存在的非周期分量和高次谐波分量会影响到距离保护测量阻抗的真实性。通过滤除非工频信号而获得的基波阻抗值,可以确保距离保护动作的正确性。基于最小二乘原理的参数估计是应用相当普及的方法,将最小二乘法应用于距离保护中,构建了基于微分方程的系统模型,提出通过测量电感参数获得测量电抗,为解决基于微分方程测量电阻参数估计模型误差大的问题,提出基于有功功率概念构建的测量电阻参数估计模型,并就所提出方法进行了仿真验证,表明通过最小二乘法进行的测量阻抗参数估计是可以应用于距离保护的。     

一种适于高阻接地短路的故障测距新算法

提出了一种适用于高阻接地故障的故障测距新算法。该算法基于微分方程描述的线路数学模型,利用单端信息对高压输电线路进行故障测距,保留了解微分方程算法的简单可靠,现实可行,不必滤除衰减直流分量、不受电网频率波动的影响等优点,同时,消除了过滤电阻的影响,克服了传统解微分方程法中,在经高阻接地故障时测距误差过大的缺点,为检验算法的精度,进行了大量的ＥＭＴＰ数字仿真实验。仿真结果表明,算法原理正确并具有较高的