[发明专利]一种轨道交通供电系统PMU设备滑模微分器状态估计方法

说明书

本发明涉及铁路交通技术领域，具体公开了一种轨道交通供电系统PMU设备滑模微分器状态估计方法，所述方法包括以下步骤：步骤S100：构造基于滑模微分器的控制反馈闭环系统；步骤S200：将所述PMU设备获取的带噪声的信号输入到所述步骤S100中所述基于滑模微分器的控制反馈闭环系统进行滤波处理，得到滤波处理后的跟踪滤波信号；步骤S300：根据所述步骤S200得到的跟踪滤波信号对当前轨道交通供电系统的运行状态进行准确的状态估计。本发明通过在原有仅针对位置信号反馈的基础上，引入了速度信号反馈，增强了轨道交通供电系统PMU设备滑模微分器状态估计方法在状态估计滤波方面的优势。

技术领域

本发明涉及铁路交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通供电系统PMU设备滑模微分器状态估计方法。

背景技术

铁路交通在交通体系中具有重要地位，在其发展过程中，自动化技术的不断提高，对运输效率的提升提供了重要的技术支持。在电气自动化的大规模应用下，需要电力系统提供保障，铁路电力系统成为铁路事业稳定开展的重要环节。在高铁建设后，电力系统的地位逐渐彰显出来，同时针对其性能和各项功能提出了较高的要求。这是由于一旦发生停电事故，对运行中的列车将造成较大的损害，更为重要的是会对乘客的生命财产安全带来极大的隐患。目前在高铁电力系统中，安装了同步相量测量单元，来实时监测轨道交通供电系统中各个重要节点的电流，电压等，来反应高铁电力系统实时运行状态。

同步相量测量装置(PMU：phasormeasurementunit)是利用全球定位系统(gps)秒脉冲作为同步时钟构成的相量测量单元，可用于电力系统的动态监测、系统保护和系统分析和预测等领域.是保障电网安全运行的重要设备，从现场试验、运行以及应用研究的结果表明：同步相量测量技术在电力系统状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护、故障定位等方面获得了应用或有应用前景，但是如何在状态估计中有效利用PMU量测是当前必须面对和解决的问题，特别是当实时量测的状态中混合大量的噪声情况下，如何提取有效的状态滤波信号以及其他扩展的信号具有很强的工程意义，目前对于PMU设备量测的状态估计方法当中，特别是基于滑模微分器的状态估计方法只针对位置信号进行反馈，所得到的滤波信号存在一定的误差。

因此，如何增强轨道交通供电系统PMU设备量测中在状态估计滤波方面的优势成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种轨道交通供电系统PMU设备滑模微分器状态估计方法，该方法在原有仅针对位置信号反馈的基础上，增加了速度信号反馈，从而增强了所述轨道交通供电系统PMU设备滑模微分器状态估计方法在状态估计滤波方面的优势。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种轨道交通供电系统PMU设备滑模微分器状态估计方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S100：构造基于滑模微分器的控制反馈闭环系统；

步骤S200：将所述PMU设备获取的带噪声的信号输入到所述步骤S100中所述基于滑模微分器的控制反馈闭环系统进行滤波处理，得到滤波处理后的跟踪滤波信号；

步骤S300：根据所述步骤S200得到的跟踪滤波信号对当前轨道交通供电系统运行状态进行状态估计。

优选地，所述步骤S100中构造的基于滑模微分器的控制反馈闭环系统定义为公式(1)：

式(1)中，χ₁和χ₂表示控制反馈闭环系统的两个状态变量，λ，θ，β表示三个可调节的控制参数。

优选地，所述步骤S100中的基于滑模微分器的控制反馈闭环系统通过构造李雅普诺夫函数进行收敛性评价。

优选地，所述控制反馈闭环系统的收敛性评价具体步骤包括：