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Algoritmo para la estimación de parámetros de una señal eléctrica acorde con la norma IEEE-1057

Resumen

Una señal sinusoidal está caracterizada por su amplitud, frecuencia, ángulo de fase, y componente DC. En algunas aplicaciones es necesario estimar estos parámetros a partir de observaciones de la señal. Para ello, se han desarrollado metodologías como la descrita en la norma IEEE-1057. Sin embargo, las señales sinusoidales están generalmente perturbadas por la presencia de sus armónicos, para los cuales, se desea estimar su amplitud, frecuencia, ángulo de fase, y componente DC. Por lo tanto, en este trabajo de grado se elaboró un procedimiento que permite determinar los parámetros de una señal eléctrica o señal multitono. El método propuesto involucra la minimización por mínimos cuadrados, según el criterio de la norma IEEE-1057, y la aplicación iterativa del método numérico denominado sección dorada para estimar la frecuencia de la señal. La propuesta se evalúa bajo dos escenarios: el primero cuando la señal no presenta perturbaciones, y el segundo cuando la señal presenta armónicos y ruido. El error cuadrático medio se usó como métrica para medir la eficiencia del método propuesto. Por otra parte, las simulaciones de la metodología propuesta para señales multi-tono, funciona correctamente si se adquiere más de un periodo de la señal, presentando un ajuste con error menor al 1 % en la estimación de la frecuencia fundamental, aun en presencia de niveles de ruido del 20 %.