[發(fā)明專利]源端解耦合歸一化鎖頻環(huán)建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910446784.3
• 申請(qǐng)日: 2019-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110175401B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉正春;王勇;劉金寧;尹志勇;解璞;王文婷;郭鑫;黃欣鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院;中國(guó)人民解放軍陸軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 石家莊輕拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 王占華

本發(fā)明公開(kāi)了一種源端解耦合歸一化鎖頻環(huán)建模方法，涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括如下步驟：平均歸一化估算角頻率，得到基于內(nèi)模原理的自適應(yīng)濾波器的平均估算角頻率；通過(guò)基于內(nèi)模原理的自適應(yīng)濾波器的平均估算角頻率，得到歸一化鎖頻環(huán)跟蹤時(shí)間常數(shù)τ的數(shù)學(xué)模型；通過(guò)將鎖頻環(huán)跟蹤時(shí)間常數(shù)τ與源端運(yùn)行狀態(tài)解耦合，得到源端解耦合的動(dòng)態(tài)歸一化系數(shù)σ_all數(shù)學(xué)模型；通過(guò)源端解耦合的動(dòng)態(tài)歸一化系數(shù)σ_all數(shù)學(xué)模型得到源端解耦合歸一化鎖頻環(huán)數(shù)學(xué)模型。所述方法通過(guò)加入歸一化系數(shù)σ_all，使FLL的響應(yīng)時(shí)間常數(shù)τ與被測(cè)源端參數(shù)的相關(guān)性解耦，從而提高FLL的快速性和抗干擾性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種源端解耦合歸一化鎖頻環(huán)建模方法。

背景技術(shù)

鎖頻環(huán)的估算頻率決定基于內(nèi)模原理的自適應(yīng)濾波器的中心頻率ω₀是否能夠準(zhǔn)確、快速跟蹤上實(shí)際角頻率ω，從而直接影響自適應(yīng)濾波器的濾波效果和精度。而被測(cè)源端參數(shù)(如，系統(tǒng)的電壓幅值、頻率)的動(dòng)態(tài)變化都會(huì)影響鎖頻環(huán)的跟蹤性能。獨(dú)立電力系統(tǒng)或獨(dú)立電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)電壓除了會(huì)產(chǎn)生畸變外，還會(huì)產(chǎn)生由負(fù)載有功波動(dòng)導(dǎo)致的頻率波動(dòng)或偏移。因此，使鎖頻環(huán)的響應(yīng)速度與被測(cè)源端參數(shù)解耦合，將有效提高鎖頻環(huán)抗源端系統(tǒng)波動(dòng)的魯棒性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種能夠使鎖頻環(huán)的響應(yīng)時(shí)間常數(shù)與被測(cè)源端參數(shù)的相關(guān)性解耦，從而提高鎖頻環(huán)的快速性和抗干擾性的方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種源端解耦合歸一化鎖頻環(huán)建模方法，其特征在于包括如下步驟：

平均歸一化估算角頻率，得到基于內(nèi)模原理的自適應(yīng)濾波器的平均估算角頻率；

通過(guò)基于內(nèi)模原理的自適應(yīng)濾波器的平均估算角頻率，得到歸一化鎖頻環(huán)跟蹤時(shí)間常數(shù)τ的數(shù)學(xué)模型；

通過(guò)將鎖頻環(huán)跟蹤時(shí)間常數(shù)τ與源端運(yùn)行狀態(tài)解耦合，得到源端解耦合的動(dòng)態(tài)歸一化系數(shù)σ_all數(shù)學(xué)模型；

通過(guò)源端解耦合的動(dòng)態(tài)歸一化系數(shù)σ_all數(shù)學(xué)模型得到源端解耦合歸一化鎖頻環(huán)數(shù)學(xué)模型。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述得到基于內(nèi)模原理的自適應(yīng)濾波器的平均估算角頻率的方法如下：

自適應(yīng)濾波器IMAF中，鎖頻環(huán)的估算角頻率的表達(dá)式為：

其中為對(duì)估算角頻率求一階導(dǎo)數(shù)，Γ為控制系數(shù)(Γ0)，ε_u(t)為輸入誤差，u₂(t)為濾波器輸出信號(hào)，則得到α、β、γ軸上的自適應(yīng)濾波器鎖頻環(huán)估算角頻率分別為：

對(duì)αβγ軸上計(jì)算所得估算頻率取平均值，并取歸一化，得到基于內(nèi)模原理的自適應(yīng)濾波的平均估算角頻率：

式中，σ為鎖頻環(huán)的歸一化系數(shù)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，計(jì)算歸一化鎖頻環(huán)跟蹤時(shí)間常數(shù)τ的方法如下：

將αβγ軸電壓表示為正序分量、負(fù)序分量和零序分量之和：

其中，V⁺、V^-、V⁰分別為電壓正、負(fù)、零序分量的幅值，為負(fù)序分量的相位，為零序分量相位；ω為實(shí)際角頻率；

已知自適應(yīng)濾波器IMAF的傳遞函數(shù)如下：