【硕士论文】基于DSP平台的微机监控保护装置算法研究与应用.pdf

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1、东南大学硕士学位论文基于DSP平台的微机监控保护装置算法研究与应用姓名：高婧申请学位级别：硕士专业：电力电子及电力传动指导教师：郑建勇20030331摘要本课题的主要任务是研究微机监控保护装置的算法及其基于DSP平台的实现。论文从探讨微机保护算法思想的角度入手，概括和归纳了各种算法模型的原理，提出了一种新的算法分类方法，在其基础上介绍了微机保护领域的各种主流算法，并讨论了算法的稳定性及应用。傅氏算法是一种被广泛应用的具有良好滤波性能的算法，论文在分析其原理的基础上．对其内涵和外延在数字信号处理方面进行了拓展，探讨了其与正交函数、离散傅立叶变换和正余弦滤波器的辨证统一。由于傅氏算法原理上的局限

2、，它不能完全滤除非周期分量，尤其对电流故障中常见的衰减直流分量的抑制能力很差。论文深入探讨了基于常用傅氏算法，即半波傅氏算法、全波傅氏算法、递推傅氏算法的各种改进算法，在相同波形函数和每周波采样点数的仿真条件下，对各种改进算法的精度和速度进行分析，并结合时延、运算量等多种因素，综合评估各种算法的性能。随着高性能的DSP芯片的出现，电力系统微机保护得以应用一些以往在单片机等低端微处理器上无法实现的复杂算法。论文研究了一种基于TMS320F240定点DSP芯片的小型微机监控保护装置的开发。装置要求达到的监控精度为±0．5％，保护精度为±3％，要求测量的电气参数包括三相线电压、三相电流、有功功率和

3、无功功率。本文着重研究了装置的算法模块在DSP平台上的设计和实现，并总结了TMS320定点DSP芯片软件开发的经验。关键词：微机保护微机保护算法傅氏算法衰减直流分量定点DSPAbstractThisdissertationistostudythealgorithmofmicroprocessor-basedmonitoringandprotectiondevice，anditsapplicationonDSPplatform．Itbeginswithdiscussionoftheideasofalgorithms，generalizesandconcludestheprinciplesofa

4、lgorithmmodels，andadvancesanewcatalogingmethod．Kindsofmainstreamalgorithmsareintroduced，andtheirstabilitiesandapplicationsarediscussed．Fourieralgorithmisawidelyusedalgorithm，andhasbeenprovedtobeexcellentinfilteringharmonics．Thedissertationanalyzesitsprinciple。andthenextendsitindigitalsignalprocessi

5、ngdomain，whichfocusesitsuniformitywithorthogonalfunction，discreteFouriertransform，sineandcosinedigitalfilter．Becauseofthe1imitationoftheory，Fourieralgorithmisunabletofilteringtheaperiodiccomponent，andespeciallypoorinrestrainingdecayingDccomponentwhichiscommonincurrentmalfunct．ion．Thedissertationpro

6、besintoa11kindsofimprovementsofFourieralgorithmsincommonuse，i．e．，half-waveFourieralgoritllm．full-waveFourieralgurithmandrecursiveFourieralgorithnItanalysestheprecisionandspeedunderthesimulatingconditionofsamemalfunctionwaveandsamesamplingpointinacycle，andintegratesfactorsastimedelayandcalculationam

7、ount，thengivestheevaluationofperformance．WiththeemergenceofhighperforiarlceDSPchip，powersystemmicroprocessor—basedrelayisabletousesomecomplicatedalgorithms，whichareunabletorealizeonlowⅢicroDrocessorsuchassi