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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5404| Título: | Fast gridless algorithm for harmonics and interharmonics estimation |
| Título(s) alternativo(s): | Um algoritmo rápido e sem grade para estimação de harmônicos e interharmônicos |
| Autor(es): | Barros, Andréa Macario |
| Orientador(es): | Guarneri, Giovanni Alfredo |
| Palavras-chave: | Energia elétrica Energia elétrica - Distribuição Algorítmos Electric power Electric power distribution Algorithms |
| Data do documento: | 2-Out-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | BARROS, Andréa Macario. Fast gridless algorithm for harmonics and interharmonics estimation. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2020. |
| Resumo: | O crescimento de dispositivos eletrônicos conectados ao sistema elétrico de potência pode provocar a adição de componentes harmônicas e inter harmônicas nos sinais do sistema, o que pode causar diversos efeitos adversos. O estudo e desenvolvimento de algoritmos para a correta estimação dos componentes que compõe os sinais dos sistemas de potência considerando sua robustez ao ruído e desvio de frequência são essenciais para garantir a qualidade de energia do sistema. Neste trabalho, um novo algoritmo chamado Anti-Leakage Matching Pursuit (ALMP) é proposto para a estimação de harmônicos e interharmônicos, evitando os efeitos do Vazamento Espectral, em contraste com algumas técnicas na literatura, como DFT e HIESSD. O algoritmo é baseado na técnica de Matching Pursuit e procura decompor qualquer sinal em uma combinação linear de formas de onda previamente conhecidas. A etapa principal do ALMP consiste na solução de um problema de mínimos quadrados não-linear por meio de um algoritmo de otimização, nessa etapa determina-se a forma de onda que melhor de adequa ao sinal. É apresentado um estudo acerca das técnicas de otimização, afim de determinar-se qual técnica ser é usada pelo algoritmo, assim como os algoritmos mais recentes para estimação de harmônicos e interharmônicos são apresentados. O método proposto é comparado com as técnicas DFT, MPM, FMP e HIESSD para assegurar sua estimação apropriada. O algoritmo obteve resultados equivalentes aos dos algoritmos existentes apresentando uma erro médio de 1.6 × 10−3 pu para a estimação de harmônicos, enquanto a DFT, MPM, FMP e HIESSD apresentaram erro médio de 1.8 × 10−3 pu, 4.3 × 10−3 pu, 8.3 × 10−3 pu e 8.3 × 10−3 pu, respectivamente, considerando as mesma condições. Além disso, provou ser robusto ao desvio de frequência, ao contrário do HIESSD e DFT, e apresentou um reduzido tempo de execução quando comparado aos outros algoritmos apresentados, de at´e 24 vezes menor que o tempo apresentado pelo FMP, at´e 73 vezes menor que o tempo apresentado pelo MPM e até 294 vezes menor que o tempo apresentado pelo HIESSD. |
| Abstract: | The increase of electronic power devices connected to the electric power system may cause the addition of harmonics and interharmonics components in the system signals, which may cause several adverse effects. The study and development of algorithms to correctly estimate the components that compound the power system signals considering the robustness to noise and frequency deviation are essential to guarantee the power quality of the system. In this work, a new algorithm called Anti-Leakage Matching Pursuit (ALMP) is proposed for estimating the harmonics and interharmonics components, avoiding the Spectral Leakage effect, in contrast to some techniques in the literature such as the Discrete Fourier Transform (DFT) and Harmonics and Interharmonics components Estimation based on Signal Sparse Decomposition (HIESSD). The algorithm is based on the Matching Pursuit technique and aims to decompose any signal into a linear combination of previously known waveforms. The main stage of the ALMP is the solution of a non-linear least squares problem by an optimization algorithm, where the waveform that best matches the signal is determined. The study of optimization techniques is carried out to determine which one will be used in the algorithm, and the most recent algorithms for harmonics and interharmonics estimation are presented. The proposed method is compared with DFT, Matrix Pencil Method (MPM), Fast Matching Pursuit (FMP), and HIESSD techniques to assess its proper estimation. In terms of amplitude, the proposed algorithm obtained results equivalent to the existing algorithms presenting a Mean Absolute Error (MAE) of 1.6 × 10−3 pu for harmonics estimation, while the DFT, MPM, FMP and HIESSD presented average MAEs of 1.8×10−3 pu, 4.3×10−3 pu, 8.3×10−3 pu and 8.3×10−3 pu, respectively, considering the same conditions. It also proved to be robust to frequency deviation, in contrast to HIESSD and DFT and presented a reduced execution time compared to the other presented algorithms, up to 24 times less than the time presented by the FMP, up to 73 times less than the time presented by the MPM and up to 294 times less than the time presented by the HIESSD. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5404 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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