[发明专利]一种基于S函数的卡尔曼滤波的频率跟踪方法及系统

说明书

本申请公开了一种基于S函数的卡尔曼滤波的频率跟踪方法及系统，其中方法包括：通过锁相环提取电压信号的初始频率信息，电压信号带有高次谐波和高强度噪声；通过在可视化仿真工具的仿真过程中，将卡尔曼滤波算法固化在S函数的模块中；设置S函数的flag标志位，使得S函数控制卡尔曼滤波算法对初始频率信息进行滤波，得到电压信号的最终频率信息，从而解决电压信号特征信息检测技术无法同时做到提高效率和精度的技术问题。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于S函数的卡尔曼滤波的频率跟踪方法及系统。

背景技术

近年来，随着电力资源的需求量增加，电网的运行条件也愈发复杂，因此需要更加精确地检测出电网电压信号的特征信息。利用锁相环对电压信号的频率进行跟踪是目前较为常用的电压信号检测方法，而当锁相环在跟踪带有高次谐波以及高强度噪声的电网信号的频率信息时，会存在噪声误差，本领域技术人员通常会结合卡尔曼滤波技术对存在噪声误差的电压信号频率信息进行去噪声处理，提高电压信号特征信息的检测精确度。但是，由于利用卡尔曼滤波去噪声的算法设计的复杂度过大，严重的影响了对电压信号的特征信息检测的效率，使得现有的电压信号特征信息检测技术无法同时做到提高效率和精度。

发明内容

本申请提供了一种基于S函数的卡尔曼滤波的频率跟踪方法及系统，用于解决电压信号特征信息检测技术无法同时做到提高效率和精度的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于S函数的卡尔曼滤波的频率跟踪方法，所述方法包括：

通过锁相环提取电压信号的初始频率信息，所述电压信号带有高次谐波和高强度噪声；

通过在可视化仿真工具的仿真过程中，将卡尔曼滤波算法固化在S函数的模块中；

设置所述S函数的flag标志位，使得所述S函数控制所述卡尔曼滤波算法对所述初始频率信息进行滤波，得到所述电压信号的最终频率信息。

可选地，所述锁相环为基于双二阶广义积分器的锁相环，包括：Clark变换器、正交信号发生器、三相同步锁相环。

可选地，所述通过锁相环提取电压信号的初始频率信息，具体包括：

通过所述Clark变换器将三相的所述电压信号转换为两相信号；

通过所述正交信号发生器提取所述两相信号的每相的基频正序分量；

通过所述三相同步锁相环提取所述基频正序分量的相位和基频信息。

可选地，所述通过在可视化仿真工具的仿真过程中，将卡尔曼滤波算法固化在S函数的模块中，具体包括：在Simulink仿真中，在所述S函数中嵌入所述卡尔曼滤波算法。

可选地，所述设置所述S函数的flag标志位，使得所述S函数控制所述卡尔曼滤波算法对所述初始频率信息进行滤波，得到所述电压信号的最终频率信息，具体包括：

S1、通过设置flag标志为0，调用所述S函数进行初始化；

S2、通过设置flag标志为3，控制所述卡尔曼滤波算法对所述基频信息进行滤波；

S3、通过设置flag标志为2，对所述初始频率信息的频率状态信息进行更新；

S4、通过设置flag标志为1，计算频率状态信息的导数信息，并返回步骤S2，直至预置的仿真时间，输出所述电压信号的最终频率信息。

本申请第二方面提供一种基于S函数的卡尔曼滤波的频率跟踪系统，所述系统包括：

提取模块，用于通过锁相环提取电压信号的初始频率信息，所述电压信号带有高次谐波和高强度噪声；

仿真模块，用于通过在可视化仿真工具的仿真过程中，将卡尔曼滤波算法固化在S函数的模块中；