MATLAB Design of Optimal Differentiator Filter Banks for PMUs

Registro completo

Título

MATLAB Design of Optimal Differentiator Filter Banks for PMUs

Autor(es)

Messina, Francisco Javier; Rey Vega, Leonardo Javier; Marchi, Pablo Gabriel; Galarza, Cecilia Gabriela

Afiliación(es) del/de los autor(es)

Messina, Francisco Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Simulación Computacional para Aplicaciones Tecnológicas; Argentina
Rey Vega, Leonardo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Simulación Computacional para Aplicaciones Tecnológicas; Argentina
Marchi, Pablo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Simulación Computacional para Aplicaciones Tecnológicas; Argentina
Galarza, Cecilia Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Simulación Computacional para Aplicaciones Tecnológicas; Argentina

Resumen

We present a very general design approach for optimal linear-phase differentiator filter banks for phasor measurement units based on convex semi-infinite optimization. A detailed presentation of the formulation of both the cost functions and constraints is included for the positive-sequence phasor estimation problem. The design method is extremely powerful and flexible as it allows to control precisely the behavior of the system in terms of the total vector error (TVE), frequency error (FE), and rate of change of frequency error (RFE) metrics for several different scenarios. This feature is extremely useful for tailored designs of these filters for different applications. We also determine numerically the uniform feasibility limits of the system as a function of the filter lengths and, in particular, study the required filter lengths for compliance with the IEEE Standards C37.118.1-2011 and C37.118.1a-2014. It is found that all requirements can be achieved with a significant margin with the exception of the M class FE constraint for interharmonic components, an issue which is also reported in other works and briefly discussed here. Finally, an interesting comparison with the Taylor–Fourier filters is made to illustrate the advantages of our approach.

Año de publicación

2025

Idioma

inglés

Formato (Tipo MIME)

application/zip

Clasificación temática de acuerdo a la FORD

Ingeniería eléctrica, electrónica e informática

Condiciones de uso

Disponible en acceso abierto https://opendatacommons.org/licenses/by/1-0/

Repositorio digital

CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Identificador de proyecto

Ministerio de Educacion, Cultura, Ciencia y Tecnologia. Secretaria de Gobierno de Ciencia Tecnologia E Innovacion Productiva. Agencia Nacional de Promocion Cient y Tecnologica. Fondo Argentino Sectorial./UREE4/13

Identificador de proyecto

Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas/UREE4/13