1、求出各谐波分量的幅值和相角，同时它也是种滤波方法，可有效地滤除恒定直流分量和各整次谐波分量。但是该算法对于由非周期分量引起的低频分量抑制能力较差。实验证明，如果不采取措施，在最严重的情况下，由非周期分量造成的全波傅氏算法的计算误差可能超过。因此国内很多研究单位提出了各种补救措施。改进的全波傅氏算法为了能够消除衰减的直流分量的影响，在全波傅氏算法之前增加个差分环节构成差分全波傅氏算法。其对应的计算公式如式式所示𝑎𝑛𝑁𝑁𝑥𝑘−𝑥𝑘−𝑖𝑁𝑁−𝑘𝑛𝑘万方数据𝑏𝑛𝑁𝑁𝑥𝑘−𝑥𝑘−𝑖𝑁𝑁−𝑘𝑛𝑘可以分别利用式式或者式式计算出全波傅氏算法和差分全波傅氏算法对应次谐波的幅值相位如式式所示。𝐼𝑛𝑎𝑛𝑏𝑛−𝑏𝑛�。
2、减小，但是对应的计算时间增加了倍。所以周期采样点数为时，有着较高的采样精度和计算速度。差分全波傅氏算法可以消除直流分量，在定程度上抑制衰减的非周期分量，而且当信号基波频率偏离额定值时，差分法消除衰减非周期分量的特性比其他方法要好，求出的基波幅值最接近于实际值。因此，选用采用差分全波傅氏算法作为本装置的算法，并且保护采样点数设为点周波。万方数据学校代码学号基于双综合微机继电保护装置研究与设计学院信息科学与技术学院专业控制科学与工程作者杨会翔指导老师朱凌云日期年月日万方数据东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本课题不包含任何其他个人或集体已经发表或撰。
3、进行拟合，即让被处理的函数与预设函数尽可能逼近，其方差为最小，从而能够求得输入信号中的基频及各种暂态分量的幅值和相角。假设拟合函数为，如式万方数据式中依次为次谐波信号的虚部和实部。所以，分别为信号的初相角和幅值，为衰减非周期分量的时间常数和起始值。假设采样周期为，将式离散化，变成表示成矩阵形式为式中,,式使用指数形式拟合信号中的非周期分量。可以把衰减非周期分量项进行泰勒级数展开，取前三项，有所以,分别为𝑋𝑋,−𝑋,𝑋𝑋𝐼𝑋𝑅𝑁𝑖𝑇𝑠𝑖𝑇𝑠,𝑖𝑇𝑠𝑛𝑖𝑇𝑠,𝑛𝑖𝑇𝑠在式和式中，设矩阵的维数是，当,时，可将此个方程写成矩阵形式大于等于，当大于时，可以。
4、�𝑛⁄计算及分析设电力系统暂态电流信号为𝑖𝑡𝑒−𝑡⁄𝑠𝑖𝑛𝑡⁄𝑠𝑖𝑛𝑡𝑠𝑖𝑛𝑡𝑠𝑖𝑛𝑡𝑠𝑖𝑛𝑡式中，。可以分别计算出全波傅氏算法和差分全波傅氏算法对应次谐波的幅值相位如式式所示。由两式还能够计算出次谐波的功率因数，有功功率𝑃𝑛，无功功率𝑄𝑛，视在功率𝑆𝑛。假定每周采样的点数为点点和点，则全波傅氏算法和差分全波傅氏算法基波分量计算对比结果如下表所示。表计算对比结果算法名称幅值误差幅值误差幅值误差全波傅氏算法差分全波傅氏算法从表的计算对比结果中可知，当故障信号中含有衰减直流分量时，全波傅氏算法的误差比差分全波傅氏算法要大很多。周波采样点数从提高到时，两种算法的误差均有定程度的减小。而提高至时，误差没有可。
5、万方数据万方数据目录摘要绪论微机继电保护的历史微机继电保护装置研究前沿国内外产品比较本论文的主要工作及章节安排微机继电保护装置算法基本原理输入量为正弦函数的算法两采样值积算法微分算法半周积分算法输入量为周期函数的算法全波傅氏算法半波傅氏算法输入量为随机函数的算法最小二乘方算法系统算法和采样点的选取改进的全波傅氏算法计算及分析本章小结微机继电保护装置保护方案设计带方向三段式电流保护带方向三段式零序电流保护过负荷保护三相次重合闸保护重合闸后加速保护低周减载保护断线检测本章小结微机继电保护装置硬件设计微机继电保护装置硬件概述芯片简介芯片简介芯片基本结构芯片特点系统硬件设计硬件设计概述万方数据保护单元模拟量采集单元开关量输入输出单元通信单元人机接口单元电源单元本章小结软件系统设计引言软。
6、分层设计的原则，按照自顶向下的设计思路，细致探索了主程序中断服务程序故障处理子程序保护子程序和通信程序流程图的框万方数据架结构，并对各部分进行了详细的分析说明。为了提高可靠性，本文对微机继电保护装置的电磁干扰问题进行了探讨，从硬件和软件的角度，提出了些具体抗干扰的措施，并在系统软硬件开发时加以实施。装置性能测试部分按照微机继电保护装置模拟实验标准搭建了实验平台，对装置保护功能进行大量的模拟实验。通过对测试数据分析和研究得出的结论表明微机继电保护装置硬件电路设计合理，软件程序功能稳定可靠，满足设计要求。可以预见在技术迅猛发展的背景下，新型微机继电保护装置将更有效更可靠地担当起确保电网安全的重任。关键词继电保护，数字信号处理器，差分全波傅氏算法，电磁干扰，模拟实验万方数据,万方数据。
7、。不难得出和分别为∫∫在用微型机处理时，式和的积分采用梯形法则得出式中，为第次采样值，为个周期采样点数。当取值不同时，能求得不同次谐波分量的余弦量和正弦量。比如当为时，易得基波分量的余弦项和正弦项分别为𝑎𝑁𝑥𝑘𝑘𝑁𝑁𝑘𝑏𝑁𝑥𝑘𝑘𝑁𝑁𝑘可以得出的基波分量𝑥𝑡𝑏𝑡𝑎𝑡合并后，有𝑥𝑡𝑋𝑡由和根据式和式可以求得基波分量的相角和有效值万方数据上述算法叫做全周波傅氏算法，它所需数据窗为个周波，意味着必须在故障后数据齐全，方可采用全波傅氏算法。分析可知，全波傅氏算法可有效滤除恒定直流分量和各整次谐波分量，但是其响应速度较慢。如果输入信号中含有衰减直流分量，全波傅氏算法会造成比较大的计算误差。半波傅氏算法为了加快保护动作速。
8、以及故障范围等，并由此控制断路器跳闸或发报警信号的种安全控制装置。论文设计了基于双处理器的微机综合继电保护装置，包括滤波算法的研究硬件系统的设计软件系统的开发抗电磁干扰分析设计和装置性能测试。滤波算法研究主要对各种微机继电保护滤波算法性能进行比较，提出在全波傅氏算法之前增加个差分环节构成差分全波傅氏算法，通过实际的计算验证，差分全波傅氏算法可以消除衰减的直流分量的影响。将其作为装置保护和测量的滤波算法，经对比分析确定每周波采样点数为点。硬件系统设计详细介绍了保护单元模拟量采集单元开关量输入单元开关量输出单元通信单元人机接口单元和电源单元的硬件选型及原理图分析设计。对双的通信实现任务分配和外围电路搭建做了细致的方案阐述。软件系统开发在保护功能及其逻辑配置的基础上，主要遵循结构化和。
9、件程序设计主程序中断服务程序故障处理子程序保护子程序通信程序本章小的算法实际的电力系统在故障状态下输入量不是纯正弦函数，而是直流分量基波和各高次谐波的合成量。因此若采用上节算法，则要预先进行严格的滤波。当信号是周期函数，他可以被分解成个函数序列之和，即级数。微机继电保护中常用的有傅氏级数和沃尔什级数。傅氏级数是将周期函数分解为正弦和余弦函数，最适合计算基波分量和倍频分量。全波傅氏算法在微机继电保护装置中，傅氏算法是被广泛应用的算法。傅氏算法用于提取基波分量或提取次谐波分量十分方便。设个输入信号是周期函数，可按式展开成傅氏级数形式如下。万方数据𝑥𝑡𝑎𝑛𝑛𝑡𝑏𝑛𝑛𝑡𝑛式中和分别为各次谐波的余弦和正弦项的幅值，其中，为直流分量的值，和基波分量的余正弦项的值。
10、解得式中，为的伪逆矩阵，其表达式如所示。万方数据由式能够求得向量中的所有元素，在现实应用中，不需要计算所有的未知数。例如变压器差动保护利用二次谐波制动原理仅需计算基波和二次谐波。所以需要计算的第，行乘，从而得出,。因此，基波和二次谐波幅值可用式计算出。当该算法用来计算阻抗的时候，可将电压电流分别代入，计算的，行乘，便能求得电压电流幅值。𝑋𝑈𝑈𝑚𝑈,𝑋𝑈𝑈𝑚𝑈𝑋𝐼𝐼𝑚𝑈,𝑋𝐼𝐼𝑚𝑈可以求得保护安装处至短路点的阻抗实部和虚部如式和所示。𝑅𝑈𝐼𝑋𝑈𝑋𝐼−𝑋𝑈𝑋𝐼𝑋𝐼𝑋𝐼𝑋𝑚𝑈𝐼𝑋𝑈𝑋𝐼−𝑋𝑈𝑋𝐼𝑋𝐼𝑋𝐼系统算法和采样点的选取在节提到全波傅氏算法可用于。
11、度，我们可以采用半波傅氏算法，它仅用半周波的数据计算信号的幅值和相角。可根据全波傅氏算法公式推导方法，来推出半波傅氏算法计算公式如式和。半波傅氏算法在故障后即可进行计算，因而使保护动作时间减少了半个周期。但是它不能滤除恒定直流分量和偶次谐波分量，而故障后的信号往往含有衰减直流分量，因此半周波傅氏算法只能用于出口或近处故障保护切除。输入量为随机函数的算法傅氏算法是将输入信号看成周期函数，将其分解为基频和整数倍频率的分量，计算精度很高，对非主频的抑制效果也很好。但当输入信号中存在非整数倍的随机高频分量时，计算结果会有很大的误差。在此种情形下，输入量为随机函数的算法应运而生。最小二乘方算法最小二乘方算法是将输入量与个预设的含有非周期分量及些谐波分量的函数按最小二乘方或称最小平方误差原。
12、写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名日期年月日万方数据东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密。学位论文作者签名指导教师签名日期年月日日期年月日万方数据基于双综合微机继电保护装置研究与设计摘要微机继电保护装置是以微处理器为核心，采集电力系统实时状态数据，按照给定算法来检测电力系统是否发生故障，故障性质。
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