یکی از محورهای مهم و اساسی استانداردسازی در تجهیزات و شبکه برق، سازگاری الکترومغناطیسی است. سازگاری الکترومغناطیسی به این معناست که عملکرد یک وسیله‌ی برقی نباید باعث اختلال در عملکرد سایر وسایل شده یا به واسطه‌ی عملکرد سایر وسایل، مختل شود. سازگاری الکترومغناطیسی هم به تنهایی حائز اهمیت عملکردی است و هم در حوزه ایمنی عملکردی سامانه‌های اتوماسیون صنعتی، پدافند غیرعامل، ایمنی کاربران و مصرف انرژی تبعاتی دارد. یکی از انواع منابع اختلال الکترومغناطیسی، هارمونیک های هدایتی هستند. منظور از هارمونیک، اعوجاج در فرکانس ولتاژ یا جریان سینونسی شبکه برق است. استانداردهای سازگاری الکترومغناطیسی، معمولا حدود مجازی برای اعوجاج هارمونیکی تعیین می کنند. تخمین میزان هارمونیک و اعوجاج کلی هارمونیک در یک جریان یا ولتاژ انداز گیری شده، به طور سنتی به وسیله الگوریتم تبدیل سریع فوریه صورت می پذیرد. تجهیزات تخمین هارمونیک نیز معمولا از نسخه‌هایی از این الگوریتم استفاده می کنند. روش دیگری که برای تخمین هارمونیک پیشنهاد شده است، استفاده از فیلتر کالمن است. این فیلتر که به نام ابداع کننده آن شناخته می شود، به منظور تخمین مولفه های فرکانسی تشکیل دهنده یک شکل موج به کار می رود. از فیلتر کالمن برای تخمین فرکانس اصلی شبکه و مولفه های هارمونیک استفاده می شود. اهمیت تخمین فرکانس اصلی شبکه در این است که عدد تخمینی در دقت تخمین مولفه های هارمونیک تاثیر گذار خواهد بود. این موضوع در تمامی الگوریتمهای موجود اعم از تبدیل سریع فوریه و فیلتر کالمن، مصداق دارد. برای تخمین مولفه های هارمونیکی توسط فیلتر کالمن، لازم است ابتدا مدلی برای مولفه های هارمونیکی ارائه شود. مدلهای مختلفی تا کنون برای این مساله ارائه شده که بر اساس معادلات دیفرانسیل خطی و غیرخطی با ضرایب ثابت و از مرتبه 2 به ازای هر مولفه هارمونیکی هستند. لذا برای تخمین هارمونیک‌های مولفه 1 تا 40 ، مدل مرتبه 80 استفاده می شود. الگوریتم های فیلتر کالمن خطی و غیرخطی متعددی در این زمینه ارائه شده است که همگی بر مبنای یکی از دو مدل ارائه شده در تحقیقات پیشین توسط رابرت بیتمید و سرجیو بیتانتی از محققین شهیر حوزه سیستم‌های دینامیکی هستند. در این پژوهش مدل جدیدی با مرتبه بالاتر اما دقت و همگرایی بهتر پیشنهاد شده و نتایج اندازه گیری با مدلهای قبلی و اندازه گیری انجام شده با دستگاه آنالیز هارمونیک ZEIS مقایسه می شود.
پایان یافته
1400/04/12
1400/07/17