ups不間斷電源基于安時積分的狀態監測,ups不間斷電源在ups電源SOC估算過程中,狀態方差矩陣P(k)分解為二次方根矩陣S(k)得到遞歸更新和延續,用于各個步驟中的sigma數據點的分布處理,二者之間的關系可用式P(k)=S(k)S(k)”進行描述。狀態方差矩陣P(k)通過使用所有擴散數據點進行重組,用于狀態更新的目標。另外,改進的RP-UKF方法在用于ups電源SOC估算過程中,直接計算和更新S(k),而不需要重組狀態方差矩陣。該方法在估算過程中不需要進行泰勒級數展開和在狀態估算點進行前n階近似,基于狀態空間方程系數設定,設計參數輸入子模塊實現集成化參數矩陣的輸入。首先獲得ups電源模型參數變化規律,通過比較實驗和仿真曲線以修正模型參數。建立準確模型用于測量閉路電壓,獲得充放電過程中的工作特性變化規律與表征。根據開路電壓值進行修正,確立非線性狀態轉移方法、精簡粒子變換流程和工作特性的數學描述來實現SOC估算過程。在估算數據點附近進行無跡變換處理,使得sigma數據點序列的均值和協方差值與SOC估算值的原始統計特征相匹配。通過對這些數據點序列進行直接非線性擬合處理,獲得估算狀態概率密度函數。用分段安時法獲得SOC估算值,并進行電流和溫度修正。初始估算值用安時法獲得并作為卡爾曼濾波的估算值,通過把所獲得的S-ECM模型參數辨識結果及其變化規律進行離散時間數學描述與遞歸運算,合模型參數的反饋修正進行不同時刻的迭代運算處理,構建參數初始化與修正子模塊,如圖6-12所示。
ups不間斷電源參數的初始化關系|模型參數求取過程與函數116 化結果。其中,Fun_I_ASOC的求取根據OCV-SOC關系曲線及其參數辨識結果獲得,結合狀態空間方程計算表達式和各項參數辨識結果,實現當前時刻SOC的求取。庫侖效率的取值情況如下所述:ups不間斷電源放電時,取值為1.00;當處于充電狀態時,取值小于1.00?!緸閠時刻的電流。ups電源SOC估算過程中,精度與測量精度(如要求電流測量精度<0.10%、總電壓測量精度<±5.00 mV)密切相關,不同的電流和SOC采用查表映射的方式獲取。ups電源SOC估算過程的預測和修正處理,通過將迭代計算方法進行編程實現。結合融合觀測方程的修正過程,把參數7、1、Q.、Uac和R,等參數作為輸入,實現SOC估算及其誤差協方差Error_Cov計算。輸入信號I表示工作電流,n表示庫侖效率,Q。表示額定容量,T,表示采樣時間間隔。通過狀態方程求取狀態參數SOC的變化量,并用于k時刻SOC值的修正過程,預測與修正過程的模塊化設計如圖6-13所示。模塊設計的過程中,實時檢測以獲得該過程中的實時監測狀態值,和觀測方程系數De、R和R作為輸入,利用狀態空間方程中的觀測方程,結合觀測噪聲疊加獲得閉路電樂U。(k)的預測值。通過與實驗檢測獲得的閉路電壓輸出信號值進行比較,結合卡爾曼濾波增益計算,實現SOC(A)的迭代計算和修正。在迭代計算過程中,處理是對當前時刻修正后的SOC值進行sima化,第二次sigma處理是對SOC預測值進行sigma處理以用于閉路電壓U,的修正計算。通過以上過程,實現模型狀態的預測以及輸出電壓的信號跟蹤。依據卡爾曼濾波估算原理進行SOC估算過程遞推運算,模塊Pre_1為以卡爾曼濾波算法為基礎的SOC估算過程的子模塊,通過把參數n、1、U(k)和Q,作為輸入,運用以卡爾曼濾波為基礎的估算流程,實現SOC估算及其誤差協方差參數Error_Con的計算。利用輸入變量1、n、Q,和AT按狀態方程求取充放電過程SOC變化量ASOC,通過疊加上一時刻的SOC值,預測當前時刻SOC值,實現狀態更新。具體計算過程與步驟如下:
1)利用對輸入變量1、7、0.和A7按狀態方程求取充放電過程SOC變化量ASOC,通過疊加上一時刻的SOC值,預測當前時刻SOC值SOC(k|k-1)。
2)通過把變量SOC(k|k-1)、Ue和Ra等參數作為輸入,按照觀測方程求取輸出電壓預測值 U.(k|h-1)。
3)通過把SOC(k|k-1)、R。、C。、Ra和C.作為輸入,求取觀測矩陣H(k)。
4)通過把觀測矩陣H(k)、估算過程噪聲方差R、觀測過程噪聲方差Q與估算誤差協方差P(k|k)的一階滯后的疊加值P(k|k-1)作為輸入,獲得卡爾曼濾波增益矩陣K。
5)通過把變量輸出電壓U.(k)、SOC預測值SOC(k k-1)、電壓預測值U,(k|k-1)和卡爾曼濾波增益K(k)作為輸入,完成對SOC值的估算修正。
6)在誤差協方差P(k|k)(即參數Error_Con)的求取過程中,通過把觀測矩陣H(k)、卡爾曼濾波增益K(k)和誤差協方差預測值P(k|k-1)作為輸入,完成誤差協方差的更新。
ups不間斷電源通過把狀態估算值、誤差協方差矩陣Error_Con作為該子模塊的輸出,實現對估算過程的有效監測。該預測與修正過程子模塊輸出參數主要包括工作電流、SOC估算值及其估算誤差,其中,參數1為模擬工況電流,參數Est_Error表示估算SOC值的誤差,U.(k)表示電壓跟蹤效果值,參數ups不間斷電源估算值與實際值的實時觀測對比曲線,Error_Cou為SOC估算的誤差協方差變化曲線。設定ups電源的額定容量并實現工作電流庫侖效率修正,參數Q。表示ups電源的額定容量,選用實驗樣本的額定容量值。模塊C_E為庫侖效率修正子模塊,輸入為實時工作電流參數1和工作溫度參數T,輸出參數n為庫侖效率。針對電流的處理過程,進行不同工作電流修正處理,首先對工作電流取絕對值Abs(*)處理,然后按照設定方程進行計算,該方程的曲線擬合及辨識通過不同倍率放電電壓特性曲線擬合獲得。
針對溫度7的處理過程,進行不同環境溫度修正處理,該參數間關系的求取通過方程118 Fen2實現,基于放電容量變化特性曲線分析和曲線擬合方式獲得。