非线性最小二乘法的电力系统频率跟踪

2015-10-14高颖龙王小华朱怀毅

电子科技 2015年4期

关键词：信号

高颖龙,王小华,卢进,朱怀毅

(长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410004)

非线性最小二乘法的电力系统频率跟踪

高颖龙,王小华,卢进,朱怀毅

(长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410004)

提出了一种基于非线性最小二乘法实现频率跟踪的算法,对各种信号模型进行了仿真,并利用FPGA实现该算法,设计是在CycloneIII系列芯片EP3C80F780C8中完成,主频采用50 MHz。实验表明,该系统具有设计简单、可靠性高、跟踪效果好等特点,具有良好的实用价值。

频率跟踪;非线性最小二乘;FPGA

对电力系统频率的跟踪,主要有最小均方差自适应算法、卡尔曼滤波算法、递推最小二乘法和误差最小化原理类算法等。最小均方差自适应算法原理简单,但跟踪精度不高[1]。卡尔曼滤波算法有良好的跟踪能力,但该算法需要事先确定有关噪声的统计参数,计算量大[2]。递推最小二乘法有比较快的收敛速度,但只适用于平稳环境,对于非平稳环境跟踪效果不好[3-5]。设计采用非线性最小二乘法原理实现,属于误差最小化原理类算法的一种,该算法能比较精确的计算频率,通过参数的设定也能较好地解决计算量大的问题。设计采用FPGA实现频率跟踪,可编程的FPGA器件具有内部资源丰富、处理速度快、可在系统内编程并有EDA软件支持等特点,因此利用FPGA实现非线性最小二乘法的电力系统频率跟踪,可使电路设计更加灵活,提高系统的可靠性,缩短设计周期,降低成本。