中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網上海市電力公司李運碩獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網上海市電力公司申請的專利一種改進動態諧波估計方法和系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN110907702B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:201911045986.3,技術領域涉及:G01R23/165;該發明授權一種改進動態諧波估計方法和系統是由李運碩;段祥駿;馮德志;呂廣憲;劉軍;陸一鳴;許媛媛;劉鵬;杜建;王立巖設計研發完成,并于2019-10-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種改進動態諧波估計方法和系統在說明書摘要公布了:本發明提供了一種改進動態諧波估計方法和系統,包括:采集電網各支路或母線的同步相量測量裝置的諧波電壓;將諧波電壓帶入非線性狀態方程與量測方程模型;采用改進Sage?Husa平方根無跡卡爾曼濾波算法,根據非線性狀態方程與量測方程模型,對待估測支路進行諧波電流估算,得到待估測支路諧波電流的估算值;其中,改進Sage?Husa平方根無跡卡爾曼濾波算法包括:基于量測更新和遺忘因子,對非線性狀態方程與量測方程模型進行狀態更新。本發明針對平方根無跡卡爾曼濾波進行電力系統諧波狀態估計中無法從未知噪聲中得到準確估計結果問題,引入Sage?Husa濾波算法中基于極大后驗估計的思想,利用Sage?Husa濾波的遺忘因子,可以實現未知噪聲實時動態估測,得到高精度諧波估計結果。
本發明授權一種改進動態諧波估計方法和系統在權利要求書中公布了:1.一種改進動態諧波估計方法,其特征在于,包括: 采集電網各支路或母線的同步相量測量裝置的諧波電壓; 將所述諧波電壓帶入預先建立的非線性狀態方程與量測方程模型; 采用改進Sage-Husa平方根無跡卡爾曼濾波算法,根據所述非線性狀態方程與量測方程模型,對待估測支路進行諧波電流估計計算,得到待估測支路諧波電流的估算值; 其中,所述改進Sage-Husa平方根無跡卡爾曼濾波算法包括:基于量測更新和遺忘因子,對所述非線性狀態方程與量測方程模型進行狀態更新; 所述采用改進Sage-Husa平方根無跡卡爾曼濾波算法,根據所述非線性狀態方程與量測方程模型,對預設待估測支路進行諧波電流估計計算,得到待估測支路諧波電流的估算值,包括: 基于所述非線性狀態方程與量測方程模型,采用無跡卡爾曼濾波算法進行時間更新;所述非線性狀態方程與量測方程模型中的量測量序列的初始值由初次采樣時刻采集的諧波電壓初始化得到; 基于時間更新的結果和預設遺忘因子,基于Sage-Husa方法對所述非線性狀態方程與量測方程模型進行量測更新; 基于量測更新的結果,對所述非線性狀態方程與量測方程模型進行狀態更新,得到諧波電流的估算值; 所述基于時間更新的結果和預設遺忘因子,基于Sage-Husa方法對所述非線性狀態方程與量測方程模型進行量測更新,包括: 基于時間更新的結果,對Sigma點進行重采樣,得到Sigma點; 通過測量方程對Sigma點進行非線性變換并計算測量殘差; 根據所述測量殘差并考慮預設遺忘因子,基于Sage-Husa采用平方根無跡卡爾曼濾波方法對系統觀測噪聲協方差的平方根進行更新; 基于系統觀測噪聲協方差的平方根,對諧波電壓和諧波電流間的協方差以及諧波電壓的協方差進行更新; 根據諧波電壓和諧波電流間的協方差以及諧波電壓的協方差,計算卡爾曼濾波增益; 所述根據所述測量殘差并考慮預設遺忘因子,基于Sage-Husa采用平方根無跡卡爾曼濾波方法對系統觀測噪聲協方差的平方根進行更新,如下式所示: 式中,表示下一采樣時刻系統觀測噪聲協方差的平方根,R** k表示對應的第一中間過程變量,R* k表示對應的第二中間過程變量,表示當前采樣時刻系統觀測噪聲協方差的平方根,ek表示下一采樣時刻諧波電壓的量測殘差,dk為根據遺忘因子計算的下一采樣時刻的遺忘修正因子,表示第i個Sigma點在計算協方差時的權重,表示下一采樣時刻的添加權重后修正后第i個Sigma點且經量測變換后的諧波電壓,表示當前采樣時刻的添加權重后修正后且經量測變換后第i個Sigma點的諧波電壓,R* k T表示R* k的轉置,Cholupdata為Cholesky分解運算,diag為構造對角矩陣運算; 下一采樣時刻的遺忘修正因子dk的計算式如下: dk=1-b1-bk+1 式中,b為遺忘因子。
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