一种考虑不等式约束的电力系统频率估计方法技术方案

本发明专利技术提出了一种考虑不等式约束的电力系统频率估计方法。该方法的步骤如下：步骤一：获取滤波目标电力信号；步骤二：确定滤波目标电力信号特征；步骤三：针对滤波目标信号，建立滤波模型，相应的状态方程、观测方程、状态不等式约束条件，以及离散滤波目标信号；步骤四：对滤波模型线性化后，设计等式约束条件下的扩展卡尔曼滤波器；步骤五：根据在线采样时刻的状态是否满足不等式条件，选择不同的扩展卡尔曼滤波器；步骤六：通过界面输出信号。频率估计对现代电力系统有着重要的意义，而其约束带来的一些数值计算错误会影响估计效果，因此在扩展卡尔曼滤波器设计中加入不等式约束条件，提高滤波的频率估计效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑不等式约束的电力系统频率估计方法
本专利技术属于电力系统领域，涉及考虑不等式约束的电力系统频率估计方法。
技术介绍
通常而言，在电力系统的参数估计中，频率估计是目前要解决的核心和难点，所以频率估计对于现代电力系统的运行有着重要意义。继电器采用基于频率的信号处理算法，从采样得到的电压信号或电流信号中，可估计系统状态信息。在电能质量监控领域，电力信号的电压幅值和相位检测皆是基于频率测量而进行的。在分布式发电系统并网过程中，根据频率测量值可分析供电设备与电网之间的动态能量平衡关系。但是电力系统中电力电子装置的广泛使用，可控硅转换装置和高频逆变器注入非正弦电流信号，导致电力信号受到谐波和噪声信号的破坏而失真。因此快速并准确对失真电压(电流)信号频率进行估计成为当前电力系统研究热点。卡尔曼滤波是一种高效率的递归滤波器，它能够从一系列的不完全包含噪声的测量中，估计动态系统的状态，采用时域状态空间的方法求解状态变量，是一种最优滤波器。广泛地应用于电力系统中信号处理、通讯、控制领域。在卡尔曼滤波的实际应用中，某些已知的状态信息经常被忽略，既容易造成数值计算错误，又极大影响估计的准确性，特别在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑不等式约束的电力系统频率估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：获取滤波目标电力信号；步骤二：确定滤波目标电力信号特征；步骤三：针对滤波目标信号，建立滤波模型，相应的状态方程、观测方程、状态不等式约束条件，以及离散滤波目标信号；步骤四：对滤波模型线性化后，设计等式约束扩展卡尔曼滤波器；步骤五：根据在线采样时刻的状态是否满足不等式条件，选择不同的扩展卡尔曼滤波器；步骤六：通过界面输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种考虑不等式约束的电力系统频率估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：获取滤波目标电力信号；步骤二：确定滤波目标电力信号特征；步骤三：针对滤波目标信号，建立滤波模型，相应的状态方程、观测方程、状态不等式约束条件，以及离散滤波目标信号；步骤四：对滤波模型线性化后，设计等式约束扩展卡尔曼滤波器；步骤五：根据在线采样时刻的状态是否满足不等式条件，选择不同的扩展卡尔曼滤波器；步骤六：通过界面输出信号；步骤一，具体包括，通过电压互感器获取电力系统中的失真信号，并将该失真信号调制为弱电信号制，从而得到滤波目标信号y；步骤二中，所述的滤波目标信号特征为，该信号为电力系统的所有正弦失真信号，包括三相或单相、电流或电压的正弦失真信号；步骤三，具体包括如下步骤：首先，将连续非线性的电力系统失真信号转换为离散时间信号yk；之后，根据滤波目标信号的特征，采用连续三个采样时刻的电压等式关系构建滤波模型，包括状态方程和观测方程；在频率估计中，通过yk计算出然后计算出频率f：其中Ts为采样周期，和分别为第k-1时刻和k-2时刻的电压采样信号；由数学知识可知|2cos2πfTs|≤2；然而在实际问题中，受噪声等因素影响，会出现状态向量中元素2cos2πfTs的绝对值大于2的现象，f数值计算问题无解；因此状态向量一定要满足不等式其中F＝[100]，b＝2；需要注意的是，当谐波和衰减直流分量导致信号失真时，建模所采用的等式关系以及构建得到的模型都需改变；步骤四，具体包括，对滤波模...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏善碧，柴毅，周展，陈淳，张利果，王诗年，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85