[发明专利]一种同步相量测量中基于RLS的自适应频率跟踪测量方法

权利要求书

1.一种同步相量测量中基于RLS的自适应频率跟踪测量方法，其特征在于包括：

步骤1：将被测电力系统中带噪声的时变电力信号y(t)表示为：

式中，A(t)为信号幅值，为信号初相角，ω为信号角频率，v(t)为当信噪比为60dB时的白噪声；

步骤2：将所述时变电力信号y(t)通过模数转换进行离散化处理后得到采样值y(n)，将所述采样值y(n)表示为：

式中，额定工作频率f₀＝50Hz，额定工作角频率ω₀＝2πf₀，n为采样值y(n)的序列，其中n＝0,1,...,N-1，N为迭代次数，A(n)和分别为被测电力系统中被测相量的幅值和相角，且均为未知量；

步骤3：当n＝0时，对可变的遗忘因子、敏感增益系数、迭代次数、误差协方差矩阵、相量初始值、估计误差和迭代权系数矢量的参数值进行如下设置：所述可变的遗忘因子λ_min＝0.9﹑λ_max＝1；由于在开始阶段系统处于稳定状态，将所述可变的遗忘因子λ(0)设置为λ(0)＝λ_max，以增加对噪声谐波的抑制作用；控制λ趋近1速率的所述敏感增益系数ρ＝0.7；所述迭代次数N＝1000；所述误差协方差矩阵P(0)＝C²I，其中C²＝10⁴，I为单位矩阵；所述相量初始值X(0)＝0；所述估计误差e(0)＝0；所述迭代权系数矢量ω(0)＝0；

步骤4：将输入信号矢量h(n)表示为：

h(n)＝[cosω₀n sinω₀n]

其中，其中额定工作角频率ω₀＝2πf₀，输入信号矢量h(n)只与额定工作频率f₀和n有关，且额定工作频率f₀＝50Hz；同时离线分别求出当n＝0,1,...,N-1时，所述输入信号矢量h(n)对应的值；

步骤5：将所述误差协方差矩阵P(n)，所述输入信号矢量h(n+1)，所述可变的遗忘因子λ(n)和采样获得的采样值矩阵Y(n+1)代入递推最小二乘估计方程中，用递推最小二乘计算所述被测相量X(n+1)：

K(n+1)＝P(n)h^T(n+1)[h(n+1)P(n)h^T(n+1)+λ(n)]^-1

X(n+1)＝X(n)+K(n+1)[Y(n+1)-h(n+1)X(n)]

式中，K(n+1)为带自适应加权遗忘因子的增益矩阵，所述采样值矩阵Y(n+1)为Y(n+1)=Y(n)y(n+1),]]>其中所述采样值y(n+1)为新增的采样值；

步骤6：通过所述被测相量X(n+1)得出所述幅值A(n+1)和所述相角再连同所述相角即相邻两个采样点的相角求出频率变化Δf：

式中，当n＝0时，将所述频率变化Δf带入被测电力系统的实际工作频率f的组成方程，即f＝Δf+f₀，得出所述实际工作频率f；

步骤7：通过下列方程计算下一个采样点的估计误差e(n+1)，迭代权系数矢量ω(n+1)：

e(n+1)＝y(n+1)-ω(n)h^T(n+1)

ω(n+1)＝ω(n)+K(n+1)e(n+1)；

步骤8：通过所述可变的遗忘因子λ(n+1)和所述估计误差e(n+1)的关系式，计算所述可变的遗忘因子λ(n+1)：

L(n+1)＝-MIN(ρ(e(n+1))²)

λ(n+1)=λmin+(λmax-λmin)2L(n+1)]]>

式中，MIN表示的是接近于ρ(e(n+1))²的最小整数；其中ρ为敏感增益系数，控制λ(n+1)趋近1的速率；

步骤9：根据步骤8计算所得所述可变的遗忘因子λ(n+1)，计算带自适应加权遗忘因子的误差协方差矩阵P(n+1)：

P(n+1)=1λ(n)[1-K(n+1)h(n+1)]P(n);]]>

步骤10：将当前的采样序列移位，即n＝n+1；若移位后的采样序列n大于所述迭代次数N，则结束本次频率跟踪测量，否则转到步骤5做下一采样点实际工作频率的测量。