شبیه سازی آموزشی تخمین فرکانس دینامیک سیستم قدرت سه فاز با فیلتر کالمن بدون رد با متلب

توضیحات

با ادغام گسترده‌تر تجهیزات الکترونیکی قدرت بین منابع انرژی تجدیدپذیر و شبکه برق، بسیاری از بارهای غیرخطی با محتوای هارمونیک بالا وارد شبکه‌های قدرت می‌شوند. فرکانس یک سیستم قدرت یک پارامتر کیفیت توان بسیار مهم است و فقط مجاز است در حدود مقدار اسمی آن در یک محدوده از پیش تعریف شده کوچک تغییر کند [1]. دامنه ولتاژ یکی دیگر از پارامترهای مهم کیفیت توان است که می تواند تحت تأثیر مولفه های هارمونیک و بین هارمونیک قرار گیرد [2]. تغییرات فرکانس و دامنه یک سیستم قدرت عمدتاً توسط تغییرات دینامیکی بین تولید و بار و همچنین سایر تغییرات گسسته ناشی از رویدادهای درون زا یا برون زا ایجاد می شود. تغییرات فرکانس، بزرگی و فاز غیرمنتظره برای سیستم مضر است و ممکن است مشکلات دیگری مانند از کار افتادن رله را ایجاد کند. به منظور حفظ پایداری شبکه برق و دستگاه های الکتریکی در حین کارکرد عادی، ردیابی و برآورد دقیق فرکانس و دامنه ضروری است. علاوه بر این، تخمین فرکانس دقیق و بلادرنگ در یک سیستم قدرت یک نیاز کلیدی برای پیاده‌سازی شبکه هوشمند آینده است، زیرا پیش‌بینی می‌شود که تولید، بارگذاری و توپولوژی به صورت پویا تغییر کند [3]. در چند دهه گذشته الگوریتم های مختلفی برای تخمین فرکانس و دامنه یک سیستم قدرت ارائه شده است. به طور سنتی، فرکانس یا به عنوان معکوس دوره زمانی بین دو تقاطع صفر یا تعداد چرخه ها در بازه زمانی کوتاه تعریف می شود [4]، [5]. با این حال، این تعاریف زمانی که سیگنال تحت تغییرات گذرا یا ناگهانی قرار می گیرد، یا سیگنال با هارمونیک ها و آلودگی صوتی اعوجاج می یابد، مناسب نیستند [3]. به منظور پرداختن به این مسائل، تعدادی از تکنیک های جایگزین در سال های اخیر پیشنهاد شده است. بر اساس تجزیه و تحلیل طیف فرکانس ولتاژ، چندین روش مانند تبدیل فوریه گسسته (DFT) پیشنهاد شده است. رن و کزونوویچ [6] یک روش ترکیبی برای تخمین فرکانس سیستم قدرت پیشنهاد کردند که از بسط سری تیلور مرتبه دوم و الگوریتم DFT استفاده می کند. با این حال، محیطی بدون نویز را فرض می کند. برای جبران نشت طیفی، توابع پنجره ای پیشرفته و طرح های درونیابی در [7] اعمال می شوند. تکنیک‌های حلقه قفل‌شده فاز (PLL) و فیلترهای بریدگی تطبیقی ​​(ANFs) دیگر روش‌های موثر تخمین فرکانس و دامنه هستند. ایده کلیدی پشت PLL تولید سیگنالی است که زاویه فاز آن به طور تطبیقی ​​تغییرات یک سیگنال داده شده را از طریق یک حلقه کنترل ردیابی کند. در [8]، ANF به صورت غیرفعال خروجی زاویه فاز را از یک سیگنال داده شده استخراج می کند. با این حال، خطای تخمینی را در حالت ثابت ایجاد می‌کند و در فرآیند فیلتر کردن، پاسخ دینامیکی کندی دارد. چندین تکنیک دیگر مبتنی بر PLL توسعه یافته و در [9] و [10] ارائه شده است. همه PLL های ذکر شده باید بین پاسخ گذرا مورد نظر و خطای تخمین حالت پایدار قابل قبول مصالحه داشته باشند. در [11]، یک دنباله جدید با استفاده از جمع نمونه ها در توالی نمونه گیری اولیه ساخته می شود. نسبت دامنه دنباله جدید و دنباله اصلی برای محاسبه انحراف فرکانس اساسی استفاده می شود. در [12]، فرکانس و دامنه یک سیستم قدرت نامتعادل با استفاده از یک مدل دینامیکی پارامتری و یک ناظر تطبیقی ​​برآورد شده است. هر دوی این رویکردها فقط در غیاب نویز اندازه گیری نسبتاً خوب عمل می کنند.

نکات قابل توجه:

• فایلهای پروژه آموزشی به صورت کامل پس از خرید فایل بلافاصله در اختیار شما قرار خواهد گرفت.