基于粒子滤波的光学电流互感器信号处理方法研究.pdf

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1、第41卷第18期电力系统保护与控制Vlo1．41No．182013年9月16日PowerSystemProtectionandControlSep．16，2013基于粒子滤波的光学电流互感器信号处理方法研究自勇季岩松(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)摘要：有效滤除噪声，提高信噪比(SNR)和测量精度是光学电流互感器(OCT)信号处理的重要环节。介绍了基于法拉第效应的光学电流互感器的基本原理和信噪特性。针对光学电流互感器低信噪比的特性，提出了采用粒子滤波的方法来从时域的角度提高输出信噪比。在被测电流为直流和交流两种情况下，分别建立合适的滤波动态空间模型，选择合适的参数后采用

2、裂变自举粒子滤波算法(FBPF)在Matlab上进行两种情况下的仿真验证，结果表明粒子滤波算法能够有效地提高输出信噪比和测量精度。关键词：粒子滤波；光学电流互感器；输出信噪比；法拉第效应；FBPFResearchofsignalprocessingofopticalcurrenttransducerbasedonparticlefilterXIANGYong，LIYan·songfSchoolofElectricandElectronicEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：Ef

3、ectivelyfilteringoutnoiseandimprovingthesignal—to—noiseratio(SNR)andmeasurementaccuracyisessentialinsignalprocessingforopticalcurrenttransducers(OCT)．ThispaperintroducestheprincipleandSNRcharacteristicsofOCTwhichisbasedontheFaradayMagneto—opticefect，andproposesaparticlefilteringmethodtoaddressthep

4、roblemoflowSNRofOCT．IntheverificationonthesimulationplatformofMATLAB，aparticlefilteringdynamicmodelisestablishedandafissionbootstrapparticlefilter(FBPF)algorithmwithproperparametersisimplemented，fordirectcurrentandalternativec~remrespectively．Theresultsindicatethattheproposedmethodefectivelyimprov

5、esSNRandmeasurementaccuracy．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51277066)．Keywords：particlefilter；opticalcurrenttransducer；outputsignaltonoiseratio；FaradayMagneto—opticefect；FBPF中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1674—3415(2013)18-0101—04声的影响。为此，本文提出了用粒子滤波的方法来0引言从时域的角度提高光学电流互感器的输出信噪

6、比，基于法拉第效应的光学电流互感器一直是新型粒子滤波方法是一种非线性非高斯滤波方法，对量测电流互感器的研究热点，相比于传统的电磁式电流噪声没有任何限制L5J。粒子滤波能够解决电力系统交互感器，它具有抗电磁干扰能力强、绝缘性能好、流量的非线性变化问题，不需要像卡尔曼滤波那样做动态响应能力与电流大小无关、频率响应宽等优近似处理【6J。本文采用的裂变自举粒子滤波则是为了点J。但是要将它推向全面实用化，光学电流互感克服粒子滤波算法的主要问题“粒子蜕化”[7-81。被器仍有一些待解决的问题。测电流为直流与交流两种情况下的滤波仿真结果表光学电流互感器传感部分采用抗磁性材料能够明，粒子滤波方法能有效地提

7、高光学电流互感器的有效减小非线性误差以及谐波引起的波形畸变，但输出信噪比和测量精度。在测量小电流时，光学电流互感器中光电信号往往小于内部噪声信号l34J。此外，光学电流互感器呈现1光学电流互感器信噪特性光电信号频率范围与噪声频率范围相重叠的特点，1．1光学电流互感器测量原理。】导致很难从频域的角度，用传统的滤波器来消除噪光学电流互感器的基本依据是法拉第效应。由基金项目：国家自然科学基金资助项目(51277066)法拉第效