https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11907
Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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elianesantos.pdf | PDF/A | 4.47 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
Clase: | Tese |
Título : | Estimação de harmônicos e inter-harmônicos baseada na técnica de invariância rotacional aplicada a sub-bandas do espectro |
Autor(es): | Santos, Elaine |
Orientador: | Cerqueira, Augusto Santiago |
Co-orientador: | Duque, Carlos Augusto |
Miembros Examinadores: | Coury, Denis Vinicius |
Miembros Examinadores: | Ferreira, Danton Diego |
Miembros Examinadores: | Filho, Luciano Manhães de Andrade |
Miembros Examinadores: | Silva, Leandro Rodrigues Manso da |
Resumo: | O método de estimação de parâmetros baseado na técnica de invariância rotacional ESPRIT ganhou atenção dos pesquisadores pelo seu bom desempenho para estimar harmônicos e inter-harmônicos em sinais do sistemas de potência, devido ao fato de ser um método paramétrico de alta resolução. No entanto, este método tem a desvantagem de apresentar alta complexidade computacional e alta sensibilidade em cenários com ruído colorido. Desta forma, o presente trabalho propõe um novo método de estimação de harmônicos e inter-harmônicos baseado na técnica de invariância rotacional ESPRIT e processamento de sinais multitaxa através do uso de banco de filtros, denominado neste trabalho como Método ESPRIT com Banco de Filtros (ESPRIT-BF), com o objetivo de reduzir a complexidade computacional e melhorar o desempenho das estimativas em cenários com ruído colorido. Seguindo a abordagem clássica de processamento multitaxa, o método realiza a decimação do sinal nas sub-bandas do espectro, o que reduz o número de pontos do sinal em cada sub-banda e, consequentemente, o tamanho da matriz de dados construída pela técnica de invariância rotacional. Além disso, o ESPRIT-BF pode ser utilizado de forma a se ajustar ao sinal em análise, uma vez que o banco de filtros tem projeto orientado pelo sinal ou através de sua forma fixa, onde o banco de filtros é previamente projetado. Para o caso em que o ESPRIT-BF é utilizado com um número fixo de filtros, foi demonstrado que o método apresenta uma complexidade computacional L2 vezes menor que o ESPRIT convencional, onde L é o fator de decimação utilizado nas sub-bandas. O método proposto foi utilizado para estimação de harmônicos e inter-harmônicos em sinais sintéticos e reais, e comparado com o ESPRIT convencional. Os resultados mostraram que o método proposto é mais exato, mais preciso e possui menor complexidade computacional que o ESPRIT convencional. O método também foi comparado com Wavelet Sliding Window ESPRIT Hybrid, denominado neste trabalho de W-SW-ESPRIT, tendo apresentado desempenho superior. Foram também analisados casos de sinais corrompidos por ruídos coloridos e, na totalidade deles, o método proposto apresentou desempenho bastante superior ao ESPRIT convencional, fato importante de ser destacado. Assim, o presente trabalho traz importante contribuição ao melhorar o desempenho da estimação, reduzir a complexidade computacional e ampliar os cenários (incluindo ruído colorido) de utilização do método ESPRIT. |
Resumen : | The Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique (ESPRIT), which is a high resolution parametric estimation method, has gained attention of the researchers due to its high performance for harmonic and inter-harmonic parameters’ estimation of power system signals. Nevertheless, this method presents high computational complexity and is very sensitive to colored noise. With the aim of reducing computational complexity and improving the performance for colored noise scenarios, this work presents a new harmonic and inter-harmonic parameter estimation method based on rotational invariance technique and multirate signal processing through the use of filter banks, called ESPRIT-FB. Adopting the classical multirate signal processing approach, the proposed method decimate the signal in each sub-band, which reduces the number of samples of the signal to be processed in each sub-band and, as a result, reduces the size of the data matrix built by the rotational invariance technique. Moreover, the proposed method can be used in its dynamic form, Dynamic ESPRIT-BF (D-ESPRIT-BF), where the filter bank is designed according to the signal characteristics, or the method can be used with a fixed pre-designed filter bank. It was show that the computational complexity of the proposed method, for the fixed filter bank case, can be up to L2 times smaller than the conventional ESPRIT, where L is the decimator factor used in the sub-bands. The proposed method was evaluated with synthetic and real power system signals and compared with with the conventional ESPRIT. The results showed that the proposed method improves the accuracy and the precision and reduces the computational complexity with reference to the conventional one. The proposed method was also compared to Wavelet Sliding Window ESPRIT Hybrid method, called here W-SWESPRIT, showing better performance for the studied cases. It is also worth to mention, that colored noise scenarios were simulated, and the results showed that the ESPRIT-BF highly improves the estimation performance in comparison with the conventional one. Therefore, this work is an important contribution to the area, improving the performance, reducing the computational complexity and enlarging the range of applications of the ESPRIT method. |
Palabras clave : | Esprit-bf Esprit Harmônicos Inter-harmônicos Banco de filtros Processamento multitaxa Sistema de potência Esprit-fb Esprit Harmonics Inter-harmonics Filter bank Multirate processing Power systems |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editorial : | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Sigla de la Instituición: | UFJF |
Departamento: | Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
Clase de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Licenças Creative Commons: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
URI : | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11907 |
Fecha de publicación : | 13-dic-2019 |
Aparece en las colecciones: | Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses) |
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