ups不间断电源基于安时积分的状态监测,ups不间断电源在ups电源SOC估算过程中,状态方差矩阵P(k)分解为二次方根矩阵S(k)得到递归更新和延续,用于各个步骤中的sigma数据点的分布处理,二者之间的关系可用式P(k)=S(k)S(k)”进行描述。状态方差矩阵P(k)通过使用所有扩散数据点进行重组,用于状态更新的目标。另外,改进的RP-UKF方法在用于ups电源SOC估算过程中,直接计算和更新S(k),而不需要重组状态方差矩阵。该方法在估算过程中不需要进行泰勒级数展开和在状态估算点进行前n阶近似,基于状态空间方程系数设定,设计参数输入子模块实现集成化参数矩阵的输入。首先获得ups电源模型参数变化规律,通过比较实验和仿真曲线以修正模型参数。建立准确模型用于测量闭路电压,获得充放电过程中的工作特性变化规律与表征。根据开路电压值进行修正,确立非线性状态转移方法、精简粒子变换流程和工作特性的数学描述来实现SOC估算过程。在估算数据点附近进行无迹变换处理,使得sigma数据点序列的均值和协方差值与SOC估算值的原始统计特征相匹配。通过对这些数据点序列进行直接非线性拟合处理,获得估算状态概率密度函数。用分段安时法获得SOC估算值,并进行电流和温度修正。初始估算值用安时法获得并作为卡尔曼滤波的估算值,通过把所获得的S-ECM模型参数辨识结果及其变化规律进行离散时间数学描述与递归运算,合模型参数的反馈修正进行不同时刻的迭代运算处理,构建参数初始化与修正子模块,如图6-12所示。
ups不间断电源参数的初始化关系|模型参数求取过程与函数116 化结果。其中,Fun_I_ASOC的求取根据OCV-SOC关系曲线及其参数辨识结果获得,结合状态空间方程计算表达式和各项参数辨识结果,实现当前时刻SOC的求取。库仑效率的取值情况如下所述:ups不间断电源放电时,取值为1.00;当处于充电状态时,取值小于1.00。【为t时刻的电流。ups电源SOC估算过程中,精度与测量精度(如要求电流测量精度<0.10%、总电压测量精度<±5.00 mV)密切相关,不同的电流和SOC采用查表映射的方式获取。ups电源SOC估算过程的预测和修正处理,通过将迭代计算方法进行编程实现。结合融合观测方程的修正过程,把参数7、1、Q.、Uac和R,等参数作为输入,实现SOC估算及其误差协方差Error_Cov计算。输入信号I表示工作电流,n表示库仑效率,Q。表示额定容量,T,表示采样时间间隔。通过状态方程求取状态参数SOC的变化量,并用于k时刻SOC值的修正过程,预测与修正过程的模块化设计如图6-13所示。模块设计的过程中,实时检测以获得该过程中的实时监测状态值,和观测方程系数De、R和R作为输入,利用状态空间方程中的观测方程,结合观测噪声叠加获得闭路电乐U。(k)的预测值。通过与实验检测获得的闭路电压输出信号值进行比较,结合卡尔曼滤波增益计算,实现SOC(A)的迭代计算和修正。在迭代计算过程中,处理是对当前时刻修正后的SOC值进行sima化,第二次sigma处理是对SOC预测值进行sigma处理以用于闭路电压U,的修正计算。通过以上过程,实现模型状态的预测以及输出电压的信号跟踪。依据卡尔曼滤波估算原理进行SOC估算过程递推运算,模块Pre_1为以卡尔曼滤波算法为基础的SOC估算过程的子模块,通过把参数n、1、U(k)和Q,作为输入,运用以卡尔曼滤波为基础的估算流程,实现SOC估算及其误差协方差参数Error_Con的计算。利用输入变量1、n、Q,和AT按状态方程求取充放电过程SOC变化量ASOC,通过叠加上一时刻的SOC值,预测当前时刻SOC值,实现状态更新。具体计算过程与步骤如下:
1)利用对输入变量1、7、0.和A7按状态方程求取充放电过程SOC变化量ASOC,通过叠加上一时刻的SOC值,预测当前时刻SOC值SOC(k|k-1)。
2)通过把变量SOC(k|k-1)、Ue和Ra等参数作为输入,按照观测方程求取输出电压预测值 U.(k|h-1)。
3)通过把SOC(k|k-1)、R。、C。、Ra和C.作为输入,求取观测矩阵H(k)。
4)通过把观测矩阵H(k)、估算过程噪声方差R、观测过程噪声方差Q与估算误差协方差P(k|k)的一阶滞后的叠加值P(k|k-1)作为输入,获得卡尔曼滤波增益矩阵K。
5)通过把变量输出电压U.(k)、SOC预测值SOC(k k-1)、电压预测值U,(k|k-1)和卡尔曼滤波增益K(k)作为输入,完成对SOC值的估算修正。
6)在误差协方差P(k|k)(即参数Error_Con)的求取过程中,通过把观测矩阵H(k)、卡尔曼滤波增益K(k)和误差协方差预测值P(k|k-1)作为输入,完成误差协方差的更新。
ups不间断电源通过把状态估算值、误差协方差矩阵Error_Con作为该子模块的输出,实现对估算过程的有效监测。该预测与修正过程子模块输出参数主要包括工作电流、SOC估算值及其估算误差,其中,参数1为模拟工况电流,参数Est_Error表示估算SOC值的误差,U.(k)表示电压跟踪效果值,参数ups不间断电源估算值与实际值的实时观测对比曲线,Error_Cou为SOC估算的误差协方差变化曲线。设定ups电源的额定容量并实现工作电流库仑效率修正,参数Q。表示ups电源的额定容量,选用实验样本的额定容量值。模块C_E为库仑效率修正子模块,输入为实时工作电流参数1和工作温度参数T,输出参数n为库仑效率。针对电流的处理过程,进行不同工作电流修正处理,首先对工作电流取绝对值Abs(*)处理,然后按照设定方程进行计算,该方程的曲线拟合及辨识通过不同倍率放电电压特性曲线拟合获得。
针对温度7的处理过程,进行不同环境温度修正处理,该参数间关系的求取通过方程118 Fen2实现,基于放电容量变化特性曲线分析和曲线拟合方式获得。