卡尔曼滤波理论在电力系统中的应用综述.pdfVIP

第 42卷 第 6期 电力系统保护与控制 Vol.42 No.6 2014年3月16日 Power System Protection and Control Mar.16, 2014 卡尔曼滤波理论在电力系统中的应用综述 李 江，王义伟，魏 超，张 鹏 （东北电力大学电气工程学院，吉林 吉林 132012） 摘要：现代电力系统中，由于可再生能源输出功率、负荷变化以及其他随机过程的存在，使得系统状态参数中往往混杂着噪 声，因此有必要采取适当的方法，从随机干扰的观测信号中提取有效的系统状态参数。首先对卡尔曼滤波基本理论进行了介 绍，给出了卡尔曼滤波的基本过程。然后主要综述卡尔曼滤波及其扩展形式在电力系统短期负荷预测、动态状态估计、电能 质量分析、继电保护、风电场风速预测、电机状态和参数估计等方面的应用。最后给出了卡尔曼滤波在电力系统中应用的相 关结论及其未来发展趋势。 关键词：卡尔曼滤波；扩展卡尔曼滤波；无迹卡尔曼滤波；电力系统；风电场 A survey on the application of Kalman filtering method in power system LI Jiang, WANG Yi-wei, WEI Chao, ZHANG Peng (School of Electrical Engineering, Northeast Dianli University, Jilin 132012, China) Abstract: In the modern power system, its state parameters are often mixed with noise since the existing of output power of renewable energy, load changing and other stochastic processes. Therefore, taking the appropriate method is needed to extract the valid system state parameters from observed signal involving stochastic disturbance. An outline of Kalman filtering method is described and the basic process of Kalman filter is given; then Kalman filter and its extended form on the application of short-term load forecasting, dynamic state estimation, power quality analysis, relay protection, wind speed forecasting, motor state and parameters estimation are surveyed; finally, the relevant conclusions of Kalman filter in the application of power system are pointed out and its development trend is proposed. This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No.. Key words: Kalman filter; extended Kalman filter; unscented Kalman filter; power system; wind farm 中图分类号： TM711 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2014)06-0135-10 0 引言 大规模电力电子设备和其他非线性元件在电力 系统中的应用，使得各类信号引入了噪声和谐波干 扰，从而给系统正常运行带来了不利影响。实际电 力系统中，由于可再生能源输出功率、负荷变化以 及其他随机过程的存在，常常不能直接获得系统的 状态参数，需要从夹杂着随机干扰的观测信号中分 离出系统的状态参数。常规的分离方法有快速傅里 叶变换[1-6]、最小