روش حداقل مربعات

دانلود پایان نامه

جهت اطمینان از وجود سیگنال جریان یا ولتاژ سینوسی خالص یا به عبارتی کیفیت بهتر توان، نکته ای که مد نظرمی باشد این است که سیستم توان باید بدون ایجاد اتلاف قابل توجه در حوالی عملکرد خود فعالیت نماید. عملکرد سیستم به دلیل نوسانات ولتاژ، تغییر فرکانس و تغییر شکل موج شامل هارمونیک ها و میان هارمونیک ها وخیم تر می شود[1]. از این رو جهت بهبود کیفیت توان) موضوعات مرتبط با بحث فرکانس در کیفیت توان شامل هارمونیک ها در سیستم توان می باشد.( تخمین سریع و دقیق فرکانس ولتاژ تغذیه برای سیستم توان یکپارچه مورد نیاز می باشد[2]. در یک سیستم قدرت به دلیل وجود نویز و هارمونیک های بالاتر، ممکن است تخمین دقیق و سریع فرکانس دچار آسیب و اختلال شود .به دلیل عدم تطابق توان میان تولید و تقاضای بار، تغییری در فرکانس سیستم نسبت به مقدار طبیعی آن ایجاد می شود و بازیابی فرکانس به مقدار اولیه آن نیازمند فراخوانی یک عملیات اصلاحی می باشد[3-4]. مساله برآورد فرکانس، با استفاده از تعدادی زیادی از روش های عددی مانند نیوتن-رافسون، حداقل مربعات وزن دار و فیلترینگ تطبیقی FIR3 به واسطه نمونه های گسسته ولتاژ سیستم مد نظر قرار گرفته است.
یکی از ساده ترین روش ها برای تعیین فرکانس سیستم حاصل از یک شکل موج ولتاژ سینوسی خالص در سیستم توان استفاده از» تشخیص عبور از صفر« و محاسبه تعداد سیکل ها در یک بازه زمانی از پیش تعیین شده می باشد. با این وجود تکنیک های پردازش سیگنال نظیر تبدیلات فوریه گسسته، تکنیک حداقل مربعات خطا، فیلتر kalman و فیلتر های تطبیقی notch برای برآورد فرکانس سیگنال های دارای نویز در سیستم توان مورد استفاده می باشند. تعداد زیادی از تکنیک های عددی مبتنی بر بسط و گسترش محدوده اندازه گیری، شامل روش حداقل مربعات خطا، روش کران های cramer-rao و تخمین حداکثر احتمال و نیز پیاده سازی های کاربردی آنها در مقالات و متون نوشتاری گزارش شده اند. با این حال ، این روشها به دلیل وجود نویز و هارمونیک ها و سایر شرایط متغیر سیستم مانند تغییر در زاویه شروع خطا و تغییر مقاومت خطا، نتایج نادرستی را ارائه می نمایند. درنتیجه دریافت نتایج نادرست در شرایط ذکر شده از جمله نقاط ضعف این روشها می باشد[5].
در نتیجه مروری بر روش های جدید هم چون بلوک های PLL و سیر تکاملی آن که به ترتیب حلقه فاز قفل شده ابتدایی ، PLL (حلقه قفل شونده فاز) با قاب مرجع همزمان ، PLL با دوقاب مرجع همزمان
3- Finite Impulse Response
جدا شده و PLL بادو انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم حائز اهمیت می باشد. سپس چگونگی بدست آمدن بلوک FLL قابل شرح است. هدف همه محققین بدست آوردن فرکانس در کمترین زمان ممکن با دقت بالا در شرایط مختلف شبکه میباشد. از شرایط مختلف شبکه میتوان وجود هارمونیک ، عدم تعادل و نویز را بعنوان مثال ذکر کرد.
کار هایی که تا کنون برای تشخیص فرکانس شبکه در سیستم قدرت انجام شده روش های مبتنی بر حلقه های قفل شونده فرکانس می باشد که برای شبکه های که دارای عدم تعادل می باشد روش FLLبا دو انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم می تواند فرکانس را به خوبی تشخیص دهد[6].
اگرچه روش FLLبا دو انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم تخمین دقیقی از مولفه اصلی ولتاژ تحت شرایط نا متعادلی را ایجاد می کند اما قادر به تخمین دقیقی از مولفه های هارمونیکی ولتاژ نیست. بنابراین اگر شبکه دارای هارمونیک باشد باید روشی ارائه داد که قادر به تشخیص مولفه های هارمونیکی نیز باشد. در روش جدیدتر از یک سیستم کشف کننده چندگانه برای استخراج مولفه های هارمونیکی فرکانس در سیستم های قدرت استفاده می گردد و به همین دلیل به آن FLL با چند انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم گفته می شود[4].
در نتیجه روش FLL با چند انتگرال گیرتعمیم یافته مرتبه دوم میتواند تشخیص مناسبی از فرکانس در مواقعی شبکه دارای هارمونیک و عدم تعادل باشد بدهد. با توجه به نتایج شبیه سازی مقالات مربوط به این روش که در فصل بعدی به آن پرداخته می شود نشان می دهد که زمان تشخیص فرکانس در شرایط هارمونیکی و عدم تعادل 100 میلی ثانیه می باشد که در اصطلاح سیستم قدرت پنج سیکل سینوسی طول می کشد[4].
SOGI 4 خصوصیات یک فیلتر میان گذر را از خود نشان می دهد و به همین دلیل در صورت اعوجاجی بودن ولتاژ خط مانع عبور هارمونیک های مرتبه بالا می شود ولی هارمونیک های مرتبه پایین نظیر هارمونیک های سوم و پنجم به دلیل نزدیکی به فرکانس شبکه از فیلتر عبور می کنند و موجب باقی ماندن اعوجاج در مولفه اصلی می گردند[6].
روش FLL با چند انتگرال گیرتعمیم یافته مرتبه دوم آخرین روش ارائه شده برای تشخیص فرکانس می باشد که در آن به کمک چند بلوک SOGI قادر به تشخیص دقیق مولفه های توالی حتی تحت اعوجاجات شدید خواهیم بود. امروزه زمان تشخیص فرکانس یکی از مهمترین پارامترها در سیستم های اندازه گیری می باشد. هر چه زمان تشخیص پایین تری داشته باشیم قادر خواهیم بود کنترل بهتری انجام داده تا فرکانس به مقدار اولیه که در شبکه مورد نظر هست باز گردد[7].
1-2- دستاورد های پایان نامه
در این پایان نامه به شبیه سازی روش FLL با چند انتگرال گیرتعمیم یافته مرتبه دوم مورد توجه قرار گرفته
و پاسخ های اولیه تجزیه و تحلیل می شود. در این مطالعات و بررسی ها ملاحظه شد که اگر در مواقع
Seconde Order Generalized Integrator 4-
پرش فرکانس پارامتر گاما (یکی از ضرایب قابل تنظیم که سرعت تشخیص را تعیین می کند و در کار های قبلی ثابت در نظر گرفته شده بود) را افزایش داده تا بتوان با سرعت بیشتری تغییرات را دنبال کرده و سپس با ثابت شدن فرکانس گاما به مقدار اولیه خود باز گردد می توان زمان تشخیص فرکانس را کاهش داد.
بعد از تجزیه و تحلیل ها و دیدن تاثیر تغییر پارامتر K ( ضریب میرایی در تشخیص فرکانس که در کارهای قبلی بصورت واحد در نظر گرفته شده بود) در زمان و دقت تشخیص فرکانس ملاحظه شد که اگر ضریب K برای قسمت تشخیص مولفه اصلی و مولفه های هارمونیکی جداگانه تنظیم شود میتوان زمان میرایی را کاهش داده و دقت را افزایش داد. در نتیجه ابتدا به تنظیم میزان تغییرات گاما در زمان پرش فرکانس پرداخته و بهترین حالت را انتخاب کرده و سپس با هماهنگ کردن ضریب K مولفه اصلی و مولفه های هارمونیکی ، زمان تشخیص کاهش یافته و دقت در حد مطلوب باقی می ماند.
در فصل دوم به مرور بر کار های گذشته پرداخته و روش های مبتنی بر حلقه های قفل شونده بررسی می شوند. بعد از تجزیه و تحلیل پاسخ ها و پیدا کردن بهترین روش که FLL با چند انتگرال گیرتعمیم یافته مرتبه دوم است برگزیده و در فصل سوم با دقت بیشتری به آن پرداخته می شود.
بعد از بررسی نتایج دقیق تر به پیشنهاد روشی برای بهبود عملکرد روش FLL با چند انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم پرداخته و در نهایت راهکاری برای کاهش زمان تشخیص فرکانس با دقت مطلوب ارائه می گردد. در فصل پنجم، روش بهبود یافته را شبیه سازی کرده و به توضیح ریز بینانه شبیه سازی پرداخته می شود و نتایج شبیه سازی تجزیه تحلیل می گردد. در نهایت دستاورد های پایان نامه در فصل پایانی ذکر شده و پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی بیان می گردد.
فصل دوم

مطلب مشابه :  پایان نامه چالشهای دیوان عدالت:/ضمانت اجرای آرای دیوان