滤除衰减非周期分量的微机保护算法研究

寻找合适的算法是微机保护的一个重要任务。作者的目的是在目前国内外有关微机保护算法的文献中寻找一种兼顾精度与速度,并适合微机保护的“最佳”算法。为此通过大量的仿真计算,对各种算法的计算精度与计算速度进行了对比。首先给出微机保护常用算法中傅里叶算法及改进傅氏算法、卡尔曼算法和递推最小二乘算法对含非周期分量故障信号计算方法,分析各算法的误差来源和频谱特性,然后进行仿真计算方法,分析各算法误拳来源和频谱特性,然后进行仿真计算,在采样率分别为12点／周、20点／周40点／周上,在80P51XA16位单片机上各算法的计算精度进行了对比计算。得出了采用并联补偿的傅氏算法且选择采样率为20点／周的方案是能兼顾精度与速度的“最佳”组合方案的结论。     

微机继电保护中滤除衰减直流分量的算法研究

全波傅氏算法是基于周期信号推导出来的,当采样信号中含有衰减直流分量时,将会产生误差。该文在全波傅氏算法的基础上,提出一种改进算法,仅增加一个采样点,通过两次非递归全波傅氏变换,消去衰减直流分量的影响。对微机保护中费机时的运算进行合理简化,以提高计算速度。仿真实验表明,改进算法具有消除衰减直流分量能力强,计算量小,速度快的特点。     

基于较高采样频率的MATLAB的微机保护傅氏算法仿真

在微机保护中,傅氏算法和微分算法都是常用的算法,随着采样频率的提高,微机保护对算法的速度和精度有着更高的要求.通过MATLAB对各算法进行仿真比较,发现采样频率较高的半波傅氏算法有着良好的精度和速度,可替代采样频率较低的全波傅氏算法和微分算法.     

微机继电保护中滤除衰减直流分量的算法研究

全波傅氏算法是基于周期信号推导出来的,当采样信号中含有衰减直流分量时,将会产生误差.该文在全波傅氏算法的基础上,提出一种改进算法,仅增加一个采样点,通过两次非递归全波傅氏变换,消去衰减直流分量的影响.对微机保护中费机时的运算进行合理简化,以提高计算速度.仿真实验表明,改进算法具有消除衰减直流分量能力强,计算量小,速度快的特点.     

基于调整滤波器初相位的新型半波傅氏算法

提出了一种新型的半波傅氏算法。通过适当调整正弦、余弦滤波器的初相位,使衰减直流分量对基波的泄漏在较宽的时间常数变化范围内约是衰减直流分量初始值的常数倍,利用这一特性,根据半波傅氏算法的幅频泄漏规律并移动数据窗快速提取出基波分量、偶次谐波分量及衰减直流分量初始值。当4次以上的偶次谐波含量很小时,算法的数据窗长度为每周期采样点数的一半加3个采样点．计算量约为全周傅氏算法的3／4。大量仿真实验表明,配置合适的前置低通滤波器,可以达到较高的精度,是一种简单实用的新型微机继电保护算法。     

半波傅氏算法的改进——一种新的微机保护交流采样快速算法

提出一种利用半波傅氏算法消除衰减非周期分量对基波分量影响的快速算法,新算法 的数据窗是半个周期的采样值加两个采样点,而其滤波效果远远优于半波傅氏算法。该算法 理论上可以完全消除任意衰减时间常数τ的非周期分量对基波分量的影响。通过大量的 仿真试验表明,新算法滤除衰减非周期分量能力强,计算简单,速度快,具有实际应用价值 。     

短数据窗傅氏算法在微机保护装置中的应用

针对电力系统中微机保护装置实时性、速动性的要求 ,详细介绍了短数据窗傅氏算法在微机保护装置中的应用 ,包括采样点数的选择 ,装置软硬件对算法的影响 ,特定频率、冲击干扰以及系统频率漂移的影响等。经分析得出 :采用 1 2点短数据窗傅氏算法时 ,系统频率漂移和 A/D转换芯片精度的影响较小 ,但滤除 2次～ 6次谐波时短数据窗效果不很明显。当采用 2 4点算法时 ,短数据窗效果比较明显 ,可缩短至 1 0 ms左右 ,但采样速率必须随时跟踪系统频率的变化 ,且 A/D转换芯片的精度必须足够高     

用于微机保护的一种窄带数字滤波器

本文提出了一种采用频率抽样方式设计微机保护用的窄带数字滤波器的方法，并用该方法设计了一种滤出基波分量的数字滤波器。它较之全周波傅氏滤波方法在抑制非周期分量影响等方面性能更优。文中还指出了该方法在微机保护中的应用前景。     

一种基于半波傅氏算法的继电保护快速算法

本文通过半波傅氏算法的实部与Ｍａｎｎ－Ｍｏｒｒｉｓｏｎ算法的组合，提出了一个快速的保护算法。该算法的数据窗是半个周波加两个采样点，而其滤波效果却大大优于半波傅氏算法。此算法能较大地消除非周期分量对基波分量的影响。其程序与计算非常简单。已用电磁暂态仿真程序ＥＭＴＰ进行了大量仿真实验，验证了此算法的优良性能。     

一种完全滤除衰减直流分量的全波傅氏改进算法

微机继电保护中全波傅氏算法是以采样信号是周期信号为基础推导出来的,当被采样的信号中含有衰减直流分量时,结果会产生很大的误差。该文研究得出一种算法,直接算出衰减直流分量初始值和衰减时间常数,从而构造出不含衰减直流分量的周期函数,这样在采样时便对信号进行了补偿,便可直接用全波傅氏算法对采样信号进行处理。由于该算法直接求出衰减直流分量,理论上该算法没有误差,而且该算法与其它算法相比不仅大大减小了计算量,而且提高了精度。     

短数据傅氏管法在微机保护装置中的应用

针对电力系统微机保护装置实时性、速动性的要求,详细介绍了短数据窗傅氏算法在微机保护装置中的应用。包括采样点数的选择,装置软硬件对算法的影响,特定频率、冲击干扰以及系统频率漂移的影响等。经分析 ：采用１２点短数据窗傅氏算法时,系统频率漂移和Ａ／Ｄ转换芯片精度的影响较小,但滤除２次－６次谐波时短数据窗效果不很明显。当采用２４点算法时,短数据窗效果比较明显,可缩短至１０ｍｓ左右,但采样速率必须随时跟踪系     

用时域连续有限冲激响应滤波器进行过零测频的方法

根据时域连续有限冲激响应滤波器的原理设计了短窗窄带带通连续滤波器。该滤波器通过处理输入离散采样信号获得连续信号并抑制谐波噪声,改进了过零测频方法。对含有40%低频和高频谐波的500 kV线路的故障电压进行仿真,试验结果表明当采样数据的窗长为4个工频周期时,该方法的测频误差小于0.05 Hz,且延时仅为2个工频周期,其抗谐波、抗噪声和动态响应特性优于傅氏测频法,能够满足电子式互感器应用环境下实时测频的要求。     

基于MATLAB仿真的微机保护算法分析

电力系统发生短路时故障电流中产生了非周期的衰减直流分量,全波傅氏算法无法将其滤除.对此提出一 种全波傅氏改进算法,完全基于故障信号一个半周期的采样值计算衰减直流分量,在故障信号采样值中减去衰减直流 分量的离散采样值,再通过全波傅氏算法计算基波幅值和相角.MATLAB/Simulink仿真结果表明改进算法能有效滤 除衰减直流分量,与全波傅氏算法相比速度有所降低,但是计算精度得到了有效提高,更易于微机实现且步骤简单.     

电力系统微机保护算法综合性能研究

首先,介绍了基于不同交流采样模型的微机保护算法,主要有基于纯正弦模型算法、基于周期函数模型算法及基于随机函数模型算法。对各个算法的原理进行了概述和分析,同时对各种算法的滤波性能作了综合比较。重点分析了傅氏算法及其改进算法。最后,对傅氏算法和卡尔曼滤波算法进行了比较。     

基于频率采样法的线性相位滤波器设计及Matlab仿真

根据第1个频率采样点的不同有2种频率采样法来设计线形相位有限脉冲响应(FIR)滤波器,分别对应2种传输函数。传统的频率采样法设计线性相位滤波器时要考虑采样点的相位特性。通过研究傅里叶变换性质,对其步骤进行了改进,可以不考虑采样点的相位特性,通过对频率采样点向量H(k)乘以移位因子来直接进行滤波器的设计,算法简单易行。用Matlab进行仿真,结果表明该方法可按要求实现4种线性相位FIR滤波器。     

抽水蓄能静止变频器升压变差动保护幅值计算

大型抽水蓄能电站水泵工况运行时多采用高低高结构静止变频器启动方式,输出升压变工作频率在5～50Hz范围内变化,常规差动保护方式不再适用。基于傅里叶算法差动保护原理提出了一种适应于频率宽范围变化的幅值计算方式,采用固定的采样频率,实时根据机端电压测算频率,并计算参与傅氏运算的采样点步长,通过插值计算参与傅氏运算的采样值,根据当前周期值实时调整采样点数,确保响应速度与工频条件下相当。通过仿真验证了该方法的准确性。     

基于最小二乘矩阵束算法的工频分量提取方法

从故障暂态信号中准确地提取出工频分量对于继电保护十分重要。最小二乘矩阵束算法采用衰减指数和模型,可以有效消除各类谐波及衰减直流分量的影响。文中通过仿真研究了采样频率、时间窗及模型阶数等关键参数选取对最小二乘矩阵束算法的影响。同时,分析了滤波器及数据采样对算法的影响。最后,在1个工频周期下与傅氏算法进行对比,仿真结果表明最小二乘矩阵束算法具有较高的计算精度。     

电力信号中抑制衰减直流分量算法的研究

针对微机保护中传统傅氏算法和谐波分析领域FFT算法在处理含衰减直流分量的电力信号时会产生误差的问题,在传统算法的基础上,提出了基于补偿的改进傅立叶算法和改进FFT算法。由理论推导可知,此两种算法只需增加一个采样点就能实现对衰减直流分量的精确抑制。仿真实验证明,这两种改进算法具有更高的精度。     

一种用于微机继电保护的实用滤波算法

选取2个与数据窗长有关的三角函数作为滤波函数构成一对正交的滤波器,提出一种实用的滤波算法,利用1／4周期数据窗计算出相量,通过合并计算后得到1／4周期整数倍数据窗长的相量计算结果,从而实现了保护的快速性,特别是用于线路光纤纵差保护时,会减轻保护通道的负担。通过对算例的仿真计算表明,所提出的实用滤波算法具有较好的计算精度及快速性,具有很好的实际工程应用性。     

傅氏算法的滤波特性分析

目前的一些文献普遍认为,全波傅氏算法能够滤除整数次谐波,半波傅氏算法能够滤除奇数次谐波,但该文认为这种观点是有待商榷的。文章根据正弦信号采样的不确定性,分析了电力系统中的信号采样结果与采样频率的关系,并分析了傅氏算法的频率响应函数的性质,总结了傅氏算法的滤波性能特点,并进一步分析了衰减非周期分量以及频谱泄露对傅氏算法造成的影响。