Instantaneous frequency estimation algorithm for power systems

الملخص AR

تتناول هذا البحث موضوع تقدير التردد اللحظي (IF) لنظام الطاقة الذي سيتم استخدامه على سبيل المثال في وحدات قياس الطور (PMUS) المستخدمة للمراقبة والتحكم والحماية.

الهدف الرئيسي هو عمل تقدير دقيق لتردد نظام الطاقة في الوقت الفعلي وبأقل تأخير.

نقدم خوارزمية جديدة تعتمد على تحويل جابور Gabor Transform لتقدير التردد اللحظي.

كما قمنا بمراجعة عدد من خوارزميات تقدير التردد التي تم تناولها في الأبحاث والمقترح تطبيقها في أنظمة الطاقة وهي خوارزمية Zero Crossing وخوارزمية تحويل فورييه المنفصلة ثلاثية المستويات Three Level DFT وخوارزمية التطور التفاضلي Differential Evaluation تم عمل المحاكاة لمقارنة الأداء النسبي للخوارزميات الأربعة.

تشمل هذه الاختبارات اختبار التردد الثابت؛ تتبع التردد المتغير، والاختبار عندما يتغير كل من التردد والسعة، وأيضا عندما تحتوي الإشارة على التوافقيات الثالثة والخامسة والسابعة أو الضوضاء البيضاء أو إشارة التيار المستمر.

كشفت اختبارات المحاكاة أنه في ظل العديد من الظروف، قدمت خوارزمية Gabor أدنى مستوى لـ RMSE تقريبا في جميع الحالات أو على الأقل في المرتبة الثانية تحتاج خوارزمية Gabor إطارا من 4 دورات أو أقل بمعدل أخذ عينات يبلغ ۲۰۰ عينة ثانية لتقدير التردد اللحظي بدقة.

ويمكن من خلال تداخل الإطارات، يمكن حتى استنتاج تقدير دقيق بعد كل دورة.

وجدنا أن خطأ مربع متوسط الجذر (RMSE) يكون صفرا بواسطة خوارزمية Gabor في حالة التردد الثابت، في ظل الظروف المذكورة أعلاه لمعدل أخذ العينات وعدد الدورات.

ومع ذلك، يمكن أيضا الوصول إلى هذا الصفر للـ RMSE من خلال ظروف الإشارة الأخرى إذا تم رفع تردد أخذ العينات و / أو عدد الدورات قليلا.