[發(fā)明專利]一種基于集合卡爾曼濾波發(fā)電機(jī)動態(tài)狀態(tài)估計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810364537.4
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108574291A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫永輝;艾蔓桐;鐘永潔;王義
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐瑩

1.一種基于集合卡爾曼濾波發(fā)電機(jī)動態(tài)狀態(tài)估計方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)獲得所需估計發(fā)電機(jī)機(jī)組的參數(shù)信息，包括時間慣性常數(shù)、阻尼系數(shù)、同步轉(zhuǎn)速、額定功率和發(fā)電機(jī)總機(jī)組數(shù)；

(2)設(shè)定估計時間長度、設(shè)定集合成員數(shù)、設(shè)定集合狀態(tài)變量初始值、設(shè)定系統(tǒng)模型噪聲方差矩陣、設(shè)定量測誤差方差矩陣；

(3)由已知先驗知識獲取發(fā)電機(jī)功角和電角速度的一個初始狀態(tài)，初始狀態(tài)通過MonteCarlo方法產(chǎn)生集合成員數(shù)為q的初始集合，該初始集合反應(yīng)初始狀態(tài)的誤差統(tǒng)計情況，并且在初始集合的基礎(chǔ)上添加適當(dāng)偏差d得到濾波的初始集合X₀：

集合中的每個元素表示一組狀態(tài)變量；

(4)預(yù)測步：計算每個集合成員在第k+1時刻的預(yù)測狀態(tài)值和預(yù)測狀態(tài)平均值

式中，f(·)為狀態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù)，u_k為k時刻控制輸入量，為k時刻第i個集合成員的過程噪聲，為k時刻第i個集合成員的分析狀態(tài)值，為k+1時刻第i個集合成員的預(yù)測狀態(tài)值，為k+1時刻預(yù)測狀態(tài)平均值，q為集合成員數(shù)；

(5)由于真實狀態(tài)x_k未知，通過使用集合成員來近似誤差協(xié)方差矩陣，并計算k+1時刻的卡爾曼增益矩陣：

式中，h(·)為量測函數(shù)，為k+1時刻第i個集合成員的預(yù)測量測值，為k+1時刻預(yù)測量測值平均值，為k+1時刻狀態(tài)集合誤差矩陣，為k+1時刻量測集合誤差矩陣，為k+1時刻狀態(tài)變量與量測變量的協(xié)方差矩陣，為k+1時刻量測變量與量測變量的協(xié)方差矩陣，為k+1時刻卡爾曼增益矩陣；

(6)分析步：對集合中的每一個成員進(jìn)行迭代跟蹤，計算k+1時刻分析狀態(tài)值和分析狀態(tài)平均值

式中，y_k+1為k+1時刻量測值的真實值，為k+1時刻第i個集合成員的量測噪聲，為k+1時刻分析狀態(tài)平均值即狀態(tài)估計值；

(7)判斷是否達(dá)到估計時間長度，若是，則輸出結(jié)果；若否，則返回步驟(4)繼續(xù)。