Araştırma Makalesi

Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation

Cilt: 42 Sayı: 1 10 Mart 2026
PDF İndir
TR EN

Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation

Öz

In this study, a test signal proposed in the literature for amplitude and phase estimation of harmonics in power systems is utilized. The test signal is applied to the proposed Kalman-based approach under noise conditions of 10 dB, 20 dB, and 40 dB. Performance is evaluated by comparing the obtained estimation results with those reported in the literature. For 10 dB Gaussian noise, the mean squared error (MSE) was 0.006649, and the normalized mean squared error (NMSE) was 0.014542; for 20 dB Gaussian noise, the MSE was 0.000613, and the NMSE was 0.001340; and for 40 dB Gaussian noise, the MSE was 0.000004, and the NMSE was 0.000009. The average computational time across all three cases is 0.06 seconds. For each noise level, the original, noisy, and estimated signals are analyzed in both the time and frequency domains, with visual assessments consistent with the numerical results.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

No funding.

Etik Beyan

No ethical declaration is required for the study.

Teşekkür

The author would like to thank the referees for their constructive comments that contributed to the improvement of the article, as well as the editorial board for their dedicated support throughout the publication process.

Kaynakça

  1. Chen, C. I., & Chen, Y. C. 2014. Comparative study of harmonic and interharmonic estimation methods for stationary and time-varying signals. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 61(1), 397–404. https://doi.org/10.1109/TIE.2013.2242419.
  2. Ortmeyer, T. H., Chakravarthi, K. R., & Mahmoud, A. A. (1985). The effects of power system harmonics on power system equipment and loads. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 104(9), 2555–2563. https://doi.org/10.1109/TPAS.1985.319019.
  3. Arranz-Gimon, A., Zorita-Lamadrid, A., Morinigo-Sotelo, D., & Duque-Perez, O. 2021. A review of total harmonic distortion factors for the measurement of harmonic and interharmonic pollution in modern power systems. Energies, 14(20), 6467. https://doi.org/10.3390/en14206467.
  4. Kumar, D., & Zare, F. 2016. Harmonic analysis of grid connected power electronic systems in low voltage distribution networks. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 4(1), 70–79. https://doi.org/10.1109/JESTPE.2015.2454537.
  5. Singh, G. K. 2009. Power system harmonics research: A survey. European Transactions on Electrical Power, 19, 151–172. https://doi.org/10.1002/etep.201.
  6. IEEE. 2014. IEEE recommended practice and requirements for harmonic control in electric power system (IEEE Std 519-2014) (Revision of IEEE Std 519-1992). IEEE, 1-29.
  7. Singh, S. K., Sinha, N., Goswami, A. K., & Sinha, N. 2016. Several variants of Kalman filter algorithm for power system harmonic estimation. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 78, 793–800. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2015.12.028.
  8. Kabalci, Y., Kockanat, S., & Kabalci, E. 2018. A modified ABC algorithm approach for power system harmonic estimation problems. Electric Power Systems Research, 154, 160–173. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2017.08.019.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Elektrik Devreleri ve Sistemleri

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

10 Mart 2026

Gönderilme Tarihi

5 Aralık 2025

Kabul Tarihi

21 Ocak 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Cilt: 42 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA
Koçkanat, S. (2026). Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 42(1). https://doi.org/10.65520/erciyesfen.1836331
AMA
1.Koçkanat S. Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2026;42(1). doi:10.65520/erciyesfen.1836331
Chicago
Koçkanat, Serdar. 2026. “Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 42 (1). https://doi.org/10.65520/erciyesfen.1836331.
EndNote
Koçkanat S (01 Mart 2026) Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 42 1
IEEE
[1]S. Koçkanat, “Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 42, sy 1, Mar. 2026, doi: 10.65520/erciyesfen.1836331.
ISNAD
Koçkanat, Serdar. “Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 42/1 (01 Mart 2026). https://doi.org/10.65520/erciyesfen.1836331.
JAMA
1.Koçkanat S. Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2026;42. doi:10.65520/erciyesfen.1836331.
MLA
Koçkanat, Serdar. “Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 42, sy 1, Mart 2026, doi:10.65520/erciyesfen.1836331.
Vancouver
1.Serdar Koçkanat. Harmonic Estimation in Power Systems with Kalman Filters under Varying Noise Conditions: Performance Analysis and Evaluation. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 01 Mart 2026;42(1). doi:10.65520/erciyesfen.1836331

✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.