基于扩展(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)的电力系统动态状态估计(Matlab代码实现)

news2024/11/17 21:23:20

💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥

🏆博主优势:🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。

⛳️座右铭:行百里者,半于九十。

📋📋📋本文目录如下:🎁🎁🎁

目录

💥1 概述

📚2 运行结果

2.1 UKF

2.2 EKF 

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码实现


💥1 概述

文献来源:

摘要:准确估计电力系统动态对于提高电力系统的可靠性、韧性、安全性和稳定性非常重要。随着逆变器型分布式能源的不断集成,对电力系统动态的了解比以往任何时候都更为必要和关键,以实现电力系统的正确控制和运行。尽管最近测量设备和传输技术的进展极大地减小了测量和传输误差,但这些测量仍然不完全摆脱测量噪声的影响。因此,需要对嘈杂的测量进行滤波,以获得准确的电力系统运行动态。本文使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)和无迹卡尔曼滤波器(UKF)来估计电力系统的动态状态。我们对西部电力协调委员会(WECC)的3机9节点系统和新英格兰的10机39母线系统进行了案例研究。结果表明,UKF和EKF能够准确地估计电力系统的动态。本文还提供了对测试案例的EKF和UKF的比较性能。其他基于卡尔曼滤波技术和机器学习的估计器的信息将很快在本报告中更新。

关键词:扩展卡尔曼滤波(EKF)、电力系统动态状态估计、无迹卡尔曼滤波(UKF)。

原文摘要:

Abstract—Accurate estimation of power system dynamics is very important for the enhancement of power system relia-bility, resilience, security, and stability of power system. With the increasing integration of inverter-based distributed energy resources, the knowledge of power system dynamics has become more necessary and critical than ever before for proper control and operation of the power system. Although recent advancement of measurement devices and the transmission technologies have reduced the measurement and transmission error significantly, these measurements are still not completely free from the mea- surement noises. Therefore, the noisy measurements need to be filtered to obtain the accurate power system operating dynamics. In this work, the power system dynamic states are estimated using extended Kalman filter (EKF) and unscented Kalman filter (UKF). We have performed case studies on Western Electricity Coordinating Council (WECC)’s 3-machine 9-bus system and New England 10-machine 39-bus. The results show that the UKF and EKF can accurately estimate the power system dynamics. The comparative performance of EKF and UKF for the tested case is also provided. Other Kalman filtering techniques along
with the machine learning based estimator will be updated in this report soon. All the sources code including Newton Raphson power flow, admittance matrix calculation, EKF calculation, and
UKF calculation are publicly available in Github on Power System Dynamic State Estimation.
Index Terms—Extended Kalman filter (EKF), power system dynamic state estimation, and unscented Kalman filter (UKF).

📚2 运行结果

2.1 UKF

 

 

 

 

2.2 EKF 

 

 

 

 

部分代码:

% Covariance Matrix
sig=1e-2; 
P=sig^2*eye(ns);  % Error covariance matrix 
Q=sig^2*eye(ns); % system noise covariance matrix 
R=sig^2*eye(nm); % measurment noise covariance matrix 

X_hat=X_0;
X_est=[]; 
X_mes=[]; % Initial statel 

% constant values 

RMSE=[];

%Extended Kalman Filter (EKF) ALgorithm 
for k=0:deltt:t_max
    % Ybus and reconstruction matrix accodring to the requirement
    if k<t_SW
        ps=1;
    elseif (t_SW<k)&&(k<=t_FC)
        ps=2;  
    else 
        ps=3; 
    end  
    
    Ybusm = YBUS(:,:,ps);
    RVm=RV(:, :, ps);
    
    [~, X] = ode45(@(t,x) dynamic_system(t,x,M,D,Ybusm,E_abs,PM,n),[k k+deltt],X_0);
    
    X_0=transpose(X(end, :));
    X_mes=[X_mes X_0];
    
    %determine the measurements 
    E1=E_abs.*exp(1j*X_0(1:n)); 
    I1=Ybusm*E1; 
    PG=real(E1.*conj(I1)); 
    QG=imag(E1.*conj(I1)); 
    Vmag=abs(RVm*E1); 
    Vangle=angle(RVm*E1); 
    z=[PG; QG; Vmag; Vangle]; 
    
    % determine Phi=df/fx 
    Phi=RK4partial(E_abs, X_hat, Ybusm, M, deltt, D, n);
    
    %prediction 
%     [~, X1]= ode45(@(t,x) dynamic_system(t,x,M,D,Ybusm,E_abs,PM,n),[k k+deltt],X_hat);
%     X_hat=transpose(X1(end, :));
    
    X_hat=RK4(n, deltt, E_abs, ns, X_hat, PM, M, D, Ybusm); 
    P=Phi*P*transpose(Phi)+Q;
    
    % correction 
    [H, zhat]=RK4H(E_abs, X_hat, Ybusm, s,n, RVm) ; 
    
    % Measurement update of state estimate and estimation error covariance 
    K=P*transpose(H)*(H*P*transpose(H)+R);
    X_hat=X_hat+K*(z-zhat); 
    P=(eye(ns)-K*H)*P; 
    
     
    X_est=[X_est, X_hat];  
    RMSE=[RMSE, sqrt(trace(P))];
end 

save('39_RMSE_EKF.mat', 'RMSE')


%% Plots
t= (0:deltt:t_max);
for i=1:1:n
figure(i)
subplot(2,1,1)
plot(t,X_mes(i, :), 'linewidth', 1.5)
hold on 
plot(t, X_est(i, :), 'linestyle', '--', 'color', 'r', 'linewidth', 2);
grid on
ylabel(sprintf('Angle_{%d}', i), 'fontsize', 12)
xlabel('time(s)', 'fontsize', 15); 
title('Actual Vs Estimated \delta', 'fontsize', 12)
legend(sprintf('Angle_{%d, Actual} ',i), sprintf('Angle_{%d, EKF}', i)); 

subplot(2,1,2)
plot(t,X_mes(i+n, :), 'linewidth', 1.5)
hold on 
plot(t, X_est(i+n, :), 'linestyle', '--', 'color', 'r', 'linewidth', 2);
grid on
ylabel(sprintf('Speed_{%d}', i), 'fontsize', 12)
xlabel('time(s)', 'fontsize', 15); 
title('Actual Vs Estimated \omega', 'fontsize', 12)
legend(sprintf('Speed_{%d, Actual} ',i), sprintf('Speed_{%d, EKF}', i));

% subplot(2,2,3)
% plot(t,X_mes(i+1, :), 'linewidth', 1.5)
% hold on 
% plot(t, X_est(i+1, :), 'linestyle', '--', 'color', 'r', 'linewidth', 2);
% grid on
% ylabel(sprintf('Angle_{%d}', i+1), 'fontsize', 12)
% xlabel('time(s)', 'fontsize', 15); 
% title('Measured Vs Eistimated \delta', 'fontsize', 12)

🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。

🌈4 Matlab代码实现

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/803282.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

我的MacBook Pro:维护心得与实用技巧

文章目录 我的MacBook Pro&#xff1a;维护心得与实用技巧工作电脑概况&#xff1a;MacBook Pro 2019款 16 寸日常维护措施个人维护技巧其他建议 我的MacBook Pro&#xff1a;维护心得与实用技巧 无论是学习还是工作&#xff0c;电脑都是IT人必不可少的重要武器。一台好电脑除…

优化基于tcp,socket的ftp文件传输程序

原始程序&#xff1a; template_ftp_server_old.py&#xff1a; import socket import json import struct import os import time import pymysql.cursorssoc socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) HOST 192.168.31.111 PORT 4101 soc.bind((HOST,PORT)) p…

03-树1 树的同构(c++)

03-树1 树的同构 给定两棵树T1和T2。如果T1可以通过若干次左右孩子互换就变成T2&#xff0c;则我们称两棵树是“同构”的。例如图1给出的两棵树就是同构的&#xff0c;因为我们把其中一棵树的结点A、B、G的左右孩子互换后&#xff0c;就得到另外一棵树。而图2就不是同构的。 现…

[Linux]线程基本知识

概念 进程 一个正在执行的程序&#xff0c;它是资源分配的最小单位 进程中的事情需要按照一定的顺序逐个进行 进程出现了很多弊端: 一是由于进程是资源拥有者&#xff0c;创建、撤消与切换存在较大的时空开销&#xff0c;因此需要引入轻型进程&#xff1b; 二是由于对称多…

USB3.0之设备检测

1 USB超速SerDes原理介绍 1.1 SerDes Rx.Detect SerDes Rx.Detect的原理比较简单&#xff0c;就是通过一个逻辑电路比较RC时间常数的大小。 当Rx不存在时&#xff0c;RC时间常数较小。当Rx存在时&#xff0c;RC时间常数较大。 下面将详细描述其原理。 Figure 1-1 USB 3.0电缆 …

App 测试工具大全,收藏这篇就够了

随着移动互联网的高速发展&#xff0c;App应用非常火&#xff0c;测试工程师也会接触到各种app应用。除了人工测试之外&#xff0c;也可以通过一些测试工具来提高我们的测试效率&#xff0c;以下对于我用过或听过的app测试工具做了一个统一整理&#xff0c;欢迎补充。 一、APP自…

vue的事件绑定和修饰符

&#x1f600;前言 本片文章是vue系列第3篇整理了vue的事件绑定和修饰符以及注意事项和代码演示 &#x1f3e0;个人主页&#xff1a;尘觉主页 &#x1f9d1;个人简介&#xff1a;大家好&#xff0c;我是尘觉&#xff0c;希望我的文章可以帮助到大家&#xff0c;您的满意是我的…

Java | 继承、多态、抽象类与接口

目录 一、类的继承 二、Object类 2.1 getClass()方法 2.2 toString()方法 2.3 equals()方法 三 、对象类型的转换 3.1 向上转换 3.2 向下转型 四、使用instanceof关键字判断对象类型 五、方法的重载 六、final关键字 6.1 final变量 6.2 final方法 6.3 final类 七…

分冶算法 剑指 07 重建二叉树 排序算法:剑指45 把数组排成最小的数 10-I 斐波那契数列

来记录几个注意事项 1.vector容器里利用find&#xff08;&#xff09;函数 不同于map&#xff08;map有find方法&#xff09;&#xff0c;vector本身是没有find这一方法&#xff0c;其find是依靠algorithm来实现的。 所以要包含头文件 #include <iostream> #include <…

线程字符串传递方式

//扩展作业--参数传递 //思路: 当子线程退出的时候,pthread_exit((void *)88)--->传递给主线程 pthread_join(tid,(void *)&ret1) //函数---参数 #include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include …

Y型结构,Y-shape PEG SCM,Y型聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯,具有独特的空间结构

资料编辑|陕西新研博美生物科技有限公司小编MISSwu​ 规格单位&#xff1a;g |货期&#xff1a;按照具体的库存进行提供 | 纯度&#xff1a;95% PART1----​试剂描述&#xff1a; Y-shape PEG-SCM&#xff0c;Y型结构&#xff0c;具有2个PEG链和一个琥珀酰亚胺乙酸酯基因…

三用表校准仪TD1850多用表校准系统

直流电压标准源 ( DCV ) 输出范围&#xff1a;20 mV&#xff5e;1100 V 直流电流标准源 ( DCI ) 输出范围&#xff1a;2 μA&#xff5e;22 A或33 A 交流电压标准源 ( ACV ) 输出范围&#xff1a;20 mV&#xff5e;1100 V、45 Hz&#xff5e;1100 Hz 交流电流标准源 ( ACI )…

搜索与图论(一)

一、DFS与BFS 1.1深度优先搜索(DFS) DFS不具有最短性 //排列数字问题 #include<iostream> using namespace std;const int N 10; int n; int path[N]; bool st[N];void dfs(int u) {if(u n){for(int i 0;i < n;i) printf("%d",path[i]);puts("&qu…

抖音seo源代码开发搭建--开发者概述

抖音SEO源代码开发搭建需要有一定的开发技术和经验&#xff0c;一般需要掌握以下技能&#xff1a; 掌握HTML、CSS、JavaScript等前端技术&#xff0c;能够编写静态页面和交互效果&#xff1b;了解服务器端语言如PHP、Python等&#xff0c;并能够开发后端逻辑&#xff1b;熟悉数…

Android 中 app freezer 原理详解(一):S 版本

基于版本&#xff1a;Android S 0. 前言 在之前的两篇博文《Android 中app内存回收优化(一)》和 《Android 中app内存回收优化(二)》中详细剖析了 Android 中 app 内存优化的流程。这个机制的管理通过 CachedAppOptimizer 类管理&#xff0c;为什么叫这个名字&#xff0c;而不…

【AHK】通过唤醒窗口快捷菜单调节窗口位置/打开窗口控制菜单的其他方法

需求&#xff1a;触控板使用AHK传统控制窗口位置和大小的方式不方便&#xff0c;故打算通过快捷方式唤醒窗口移动图标的方式来调节。但本人有使用utools的习惯&#xff0c;altspace打开快捷方式菜单/窗口控制菜单会冲突&#xff0c;所以一直尝试新的打开该菜单的方式——先点击…

[语义分割] DeepLab v3(Cascaded model、ASPP model、两种ASPP对比、Multi-grid、训练细节)

Rethinking Atrous Convolution for Semantic Image Segmentation 论文地址&#xff1a;Rethinking Atrous Convolution for Semantic Image SegmentationPytorch 实现代码&#xff1a;pytorch_segmentation/deeplab_v3 这是一篇 2017 年发表在CVPR上的文章。相比 DeepLab V2 有…

一、前端高德地图注册、项目中引入、渲染标记(Marker)and覆盖物(Circle)

首先说明一下&#xff0c;下面的流程只是个人摸索and看文档梳理出来的&#xff0c;并不作为完全正确的流程。 首先&#xff0c;注册 高德开放平台 没有注册的可以点击右上角点击注册&#xff1b; 我们点个人的就ok&#xff1b; 信息完善之后我们到控制台&#xff0c;点击 应…

6个高清图片素材网站,免费下载,值得推荐~

关于图片素材网站&#xff0c;我一直都在推荐这几个&#xff0c;免费下载&#xff0c;可商用&#xff0c;建议收藏起来~ 菜鸟图库 https://www.sucai999.com/pic.html?vNTYwNDUx 网站主要是为新手设计师提供免费素材的&#xff0c;素材的质量都很高&#xff0c;类别也很多&a…

手机word怎么转换成pdf?这几个转换方法推荐给你

手机word怎么转换成pdf&#xff1f;将Word转换为PDF的主要原因是PDF格式具有更好的文件保护性和稳定性。PDF文件是一种可靠的文件格式&#xff0c;可以保护文件免受恶意软件和病毒的攻击&#xff0c;同时保持文件的格式和布局不变。此外&#xff0c;PDF文件可以在不同的操作系统…