基于自适应容积卡尔曼滤波的主动配电网状态估计

有效的状态估计算法是确保电力系统安全、稳定、经济运行的前提条件。针对传统无迹卡尔滤波(unscented Kalman filter,UKF)参数选取难、灵活性差、高阶系统滤波精度低等缺陷,将数值稳定性较好的容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)算法引入到配电网进行动态状态估计,并与改进后的自适应无迹卡尔滤波(Adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法进行对比,仿真分析表明CKF算法较AUKF算法具有较高的滤波精度以及较好的数值稳定性。该算法在系统负荷发生突变时滤波精度有所下降,为此进一步提出了自适应容积卡尔曼滤波(Adaptive cubature Kalman filter, ACKF)算法以改善状态估计性能。对三相不平衡电网进行算例仿真表明：ACKF算法相比较于CKF算法而言,滤波精度更高、鲁棒性更强。     

基于强跟踪的平方根UKF的卫星姿态确定算法

针对受不确定性干扰的影响卫星姿态确定系统,SRUKF存在跟踪能力弱、估计精度低和鲁棒性差等问题,本文根据强跟踪滤波(STF)原理,提出了一种改进的强跟踪平方根UKF算法。该方法中,采用基于等价变化的方法来计算自适应渐消因子,避免了Jacobian矩阵的计算;引入两个多重自适应渐消因子矩阵,保证了协方差矩阵的对称性;利用改进的平方根分解方法,改善了滤波器的稳定性。实验仿真结果表明,相对于SRUKF和STF,本文提出的强跟踪平方根UKF具有更好的稳定性、鲁棒性和对突变状态的跟踪能力。     

基于强跟踪滤波算法的异步电机参数自适应无速度传感器控制

在异步电机四阶模型的基础上增加机械和转矩方程,并引入负载转矩和转子电阻为状态变量,得到七阶非线性模型.利用强跟踪滤波(STF)算法实现电机状态和转子电阻的同时估计,通过仿真比较了STF和扩展Kalman滤波(EKF)算法的估计性能.结果表明,STF算法能有效估计电机状态及辨识转子电阻,并且具有比EKF算法更理想的估计性能,同时能满足极低速和零速下的估计要求,从而在电机的整个工作范围内实现转子电阻自适应的状态估计.     

基于伪量测自适应插值策略的发电机动态状态估计

随着智能电网建设的推进,同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)技术逐步成熟并大量应用于电力系统中。针对扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)线性化误差和噪声鲁棒性的缺陷,提出一种基于伪量测自适应插值策略的插值强跟踪扩展卡尔曼滤波(interpolation strong tracking extended Kalman filter,ISTEKF)方法。该方法通过在EKF中引入强跟踪理论和基于有限状态机的伪量测自适应插值策略,有效提高了估计精度和噪声鲁棒性。仿真结果表明,所提方法相比于EKF和插值扩展卡尔曼滤波(interpolation extended Kalman filter,IEKF)具有更好的估计精度和鲁棒性。     

基于自适应插值强跟踪扩展卡尔曼滤波的电力系统动态状态估计研究

针对扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法在电力系统状态估计时存在鲁棒性差,精度被非线性系统的非线性程度制约大等缺点,提出一种自适应插值强跟踪扩展卡尔曼滤波(adaptive interpolation strong tracking extended Kalman filter,AISTEKF)算法,用于电力系统的动态状态估计。新算法利用自适应插值在两个连续采样点之间增加伪量测值,减小了EKF的线性化误差,有效提高了算法估计的精度;此外,该方法在EKF算法基础上引入强跟踪理论,增强了算法估计的鲁棒性。为验证所提出方法的有效性,分别运用EKF算法、自适应插值扩展卡尔曼滤波(adaptive interpolation extended Kalman filter,AIEKF)算法和AISTEKF算法对IEEE-5节点系统和IEEE-30节点系统进行动态状态估计。实验结果表明,与EKF和AIEKF算法相比,无论在高斯噪声环境下还是3种有偏噪声环境下,AISTEKF算法的电压幅值估计精度和电压相角估计精度都有显著性提高。所提出的新算法是一种鲁棒性好且估计...     

交互式多模型七阶容积卡尔曼滤波算法

为提高非线性机动目标的跟踪精度,提出交互式多模型七阶容积卡尔曼滤波(IMM-7th CKF)算法。采用对非线性系统滤波效果更好的七阶容积卡尔曼滤波(7th CKF)作为交互式多模型(IMM)算法的子滤波器,对各模型状态进行估计,将IMM算法和7th CKF结合起来,提高对非线性机动目标的跟踪效果,最后采用典型机动目标跟踪问题验证IMM-7th CKF的跟踪性能。仿真结果表明,IMM-7th CKF相比交互式多模型容积卡尔曼滤波(IMM-CKF)和交互式多模型五阶容积卡尔曼滤波(IMM-5th CKF)具有更高的滤波精度。     

基于改进强跟踪UKF的电压暂态扰动检测

针对目前强跟踪滤波器在电压暂态扰动检测方面,在强非线性系统下存在参数估计精度不够,高维滤波器模型下计算复杂等问题,结合STF和UKF提出一种基于改进的强跟踪无迹卡尔曼滤波器(MSTUKF)的电能质量扰动检测方法。在状态变量发生突变时,通过次优渐消因子自适应调节过程噪声协方差矩阵的权重,在满足强跟踪滤波器不同时刻残差序列正交条件下,推导MSTUKF成立的充分条件。该算法较传统的STF方法改善了滤波器的估计精度,无需求解雅可比矩阵,只需一次UT变换,计算复杂度降低,且保留了STF在模型失配情况下的强鲁棒性。将所提方法与传统STF进行对比,仿真实验结果表明:所提方法更能快速、准确地检测到电压暂降、暂态脉冲及暂态谐波信号发生的起止时刻,跟踪到突变幅值和突变相位,验证了改进的强跟踪UKF是电能质量扰动检测的一种好的解决方案。     

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...     

基于鲁棒CKF的多传感器全信息融合算法

为了克服不良测量的影响,改善多传感器的融合性能,提出一种基于鲁棒容积卡尔曼滤波(CKF)的多传感器全信息融合算法。基于新息协方差匹配原理构建鲁棒CKF,定义数据质量检测函数,根据测量数据质量选择鲁棒CKF或标准CKF作为子系统最优滤波算法。基于多传感器融合信息,建立子系统软故障检测算法;定义子系统故障系数,通过系统重构实现故障子系统的隔离。利用多传感器系统所能提供的最多信息,建立全信息融合算法。将所建算法应用于船舶动力定位测量系统的仿真实验中,与CKF、局部估计加权融合算法进行比较。仿真结果表明,鲁棒CKF及软故障检测函数提高了子系统的滤波鲁棒性,全信息融合算法进一步改善了系统的融合性能。仿真结果验证了所建算法的有效性。     

基于自适应CKF的锂离子电池SOC估算

扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法估算电池荷电状态(SOC)依赖等效模型参数的准确性,估算精度低。容积卡尔曼滤波(CKF)算法的滤波性能良好。利用自适应CKF(ACKF)算法估算电池SOC,自适应调节过程噪声协方差和量测噪声协方差,提高估算SOC的精度。对锂离子电池建立二阶RC等效电路模型,在不同工况下进行充放电,用卡尔曼滤波算法在线辨识等效模型的参数,ACKF算法实时估算SOC。ACKF算法估算SOC的鲁棒性较强,精度在1. 5%以内。     

三相并联有源滤波器输出滤波器设计方法研究

对三相并联有源滤波器的输出LRC低通滤波器进行了研究。根据瞬态电流跟踪指标要求,推导出并联APF输出电感的估算公式。在此基础上,详细介绍了LRC低通滤波器参数的设计方法。通过对整流负载补偿特性的仿真和实验分析,验证了该设计方法的可行性。采用该方法设计的输出滤波器,其补偿特性良好,补偿后的总谐波畸变率低,高频分量能够有效地被滤除。     

Quasi-passive filter for harmonic filtering

To overcome the limitations of conventional shunt passive filters, a quasi-passive filter has been proposed in this paper. It comprises of a parallel and series tuned LC tank circuit. Unlike the conventional shunt passive filter, the quasi-passive filter utilizes a large value ac capacitor. Unipolar dc capacitors and power semiconductor devices are used to realize the large value ac capacitor. The operation of the quasi-passive filter is simple and it does not require the complex control methods of active power filters. The proposed quasi-passive filter is verified through analysis and simulation.     

一种LCCL滤波器及其在半桥电力有源滤波器中的应用

提出一种新型高阶电力滤波器,将其命名为LCCL滤波器。与传统的LCL滤波器相比,LCCL滤波器通过在网侧电感支路并联一个小电容,使网侧电感与并联电容在开关频率处发生并联谐振。谐振使LCCL滤波器网侧支路在开关频率处呈现无穷大的阻抗,相比LCL滤波器可以更好地抑制开关频率附近电网电流纹波,减小电网电流THD。与LLCL滤波器相比,LCCL滤波器具有较好的抑制参数变化的能力,在考虑电网内阻抗时,拥有更好的高频纹波抑制性能。同时,可以更容易地进行基于电容电流反馈有源阻尼的控制器设计。LCCL滤波器作为电压源型逆变器(VSI)与电网的接口,可应用于PWM整流器、有源电力滤波器(APF)和通用电能质量控制器(UPQC)等多种场合。通过以半桥APF为例,讨论了LCCL滤波器的参数选择方法和控制器设计。最后,通过仿真和实验验证了LCCL滤波器的可行性。     

电能质量讲座第六讲电力滤波装置

有源和无源电力滤波装置是治理谐波的重要手段。从交流滤波装置的接线方式和滤波装置的原理、参数选择等方面对交流滤波装置进行了阐述,并简要介绍了有源滤波器的原理与发展。     

龙泉换流站谐波滤波器保护误动分析和改进建议

针对龙泉换流站3次交流滤波器在初次充电试验中因为低压元件保护动作跳闸的现象,分析了低压元件保护的基本原理,并根据现场测量的元件参数,计算了保护动作电流的大小.指出该保护的初始整定值过小的原因是没有考虑滤波器的初始失谐,以及保护内部没有对电容器参数随温度变化进行补偿.     

一类椭圆数字滤波器的全新设计方法

在各种滤波器中，椭圆滤波器具有其独特的优点，但设计过程相当繁杂，本文针对半带ＩＩＲ椭圆滤波器设计方法，提出对椭圆函数实施一种变换，使其能与契比雪夫多项式的某些性质相结合，得出一种极其简便的全新设计方法，其优点是初始值数据较少，设计步骤简练，计算量仅约为文献〔１〕的１／４，而精度与其相同。     

基于RLS自适应滤波算法的电力有源滤波器直流端电压控制方法

RLS自适应滤波器用于有源滤波器直流端电容电压的控制,克服了用LMS自适应滤波器收敛速度慢和稳态误差较大的缺点,同时对直流端电容电压的控制完全摒弃了传统的PI积分控制,解决了控制参数难以调节及对电路中其他参数的变化非常敏感的问题.稳态和暂态特性的仿真研究比较了两种自适应滤波算法对直流端电容电压的控制及对补偿后的主电流的影响,其中RLS自适应滤波器效果要好得多.     

高压直流输电交流滤波器参数的计算

无功补偿和电压控制是高压直流输电工程中的重要问题。交流滤波器可以滤除交流侧谐波并补偿无功功率,所以广泛应用于高压直流输电工程中。交流滤波器必须满足在各种工况下的交流侧谐波性能和无功功率补偿要求。首先给出单调谐滤波器参数计算的方法和精确公式;在双调谐和三调谐滤波器的参数计算过程中,通过把双调谐、三调谐滤波器等效成2个或3个单调谐滤波器,先计算得到各个单调谐滤波器参数,再经过该文给出的等效公式得到双调谐和三调谐滤波器参数,并通过定值计算和性能计算验证交流滤波器的元件参数能够符合系统要求。给出了一个三调谐滤波器计算的例子。通过仿真,得到三调谐滤波器和等效的3个单调谐滤波器的阻抗频率特性曲线,并加以对比,结果表明这种参数计算方法符合工程精度要求。介绍了另一种基于交流滤波器阻抗频率特性的滤波器参数计算方法并将两者做了对比,分析了2种滤波器参数计算方法的优缺点。     

同步滤波器

本文所讨论的同步滤波器,是一种高Q值的脉冲控制式带通滤波器。其中心频率w_0=(2π/N)f_c,可以通过改变电子开关的驱动频率f_c来连续改变。这种滤波器的基本思路是将同步信号变成直流信号,将非同步信号或噪声信号变成频率更高的信号,由低通滤波器将同步信号完全响应而把非同步信号和噪声衰减到原幅值的10~(-x),x可任取1、2、3、4或更大。     

低通滤波器在串联型电力有源滤波器中的应用

分析了低通滤波器用于串联型电力有源滤波器时的特殊性，建立了分频段仿真的电路模型并且提出了分频段设计方法。利用该方法，为一台15kW样机设计的低通滤波器取得了较为满意的结果。为进一步消除开关纹波提出了在低通滤波器中引入陷波滤波器的改进方法。仿真和实验结果表明，加了陷波滤波器后，低通滤波器的滤波特性得到了很大改善。陷波滤波器的设计方法在文中也作了介绍。