短路电流相控分断的prony零点预测算法研究

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1、分类号学号M201271332学校代码10487密级硕士学位论文短路电流相控分断的Prony零点预测算法研究学位申请人：李红蕾学科专业：高电压与绝缘技术指导教师：何俊佳教授答辩日期：2015年5月17日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonPronyforZero-crossingPredictionofControlledFaultInterruptionCandidate:HongleiLiMajor:HighVoltage&

2、InsulationTechnologySupervisor:ProfessorJunjiaHeHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay.17,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人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：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完

3、全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权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，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技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____________年解密后适用本授权书。本论文不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要目前电力系统正向高压、联网、大容量方向发展，线路的短路电流也逐渐增大。因此，现有断路器已不能满足系统的开断需要，调整电网结构、发展限流装置等传统抑制

4、措施会对系统规格及稳定性造成负面影响。而短路故障电流相控分断技术不仅可以减小触头烧蚀，延长设备电寿命，同时也可以提高现有断路器的短路开断水平，已经成为智能化开关电器的研究热点之一。快速、准确的还原短路电流波形，预测目标零点是实现短路故障电流相控分断技术的基础和难点。本文分析了现有预测算法的利弊，首次提出Prony算法在该领域的应用可行性。深入研究后指出了Prony算法的应用缺陷，并提出了一种更加稳定的类-Prony算法，通过过程优化，增强了算法的应用稳定性。最后结合Matlab中的算例检验结果，分析了采样频率、波长等因素对类-Prony算法的精度影响，形成了五种预测算法的综合对比结

5、果。本文首先利用低压模拟短路故障的电流录波数据，对Prony算法及类-Prony算法的还原效果进行了对比。并通过多组数据处理结果的统计分析，得到类-Prony算法实际应用时可能的误差分布。最后结合三组实际电力系统短路故障录波数据，对本文类-Prony算法进行了进一步的零点预测效果检验。两种录波数据处理结果均显示该算法可以高精度地还原短路电流，零点预测误差满足要求。本文最后设计了可用于相控开关的控制装置，将常规设备选相策略与短路故障策略进行整合，应用更加灵活。并基于该装置的核心芯片，对类-Prony算法的执行时间进行了硬件检测：1kHz采样率下，算法可以在1ms内完成零点预测。同时，

6、考虑到硬件求解精度的影响，本文算法在实际DSP芯片中的还原预测结果也通过算例得到了验证。关键词：短路电流；相控分断；预测目标零点；类-Prony算法；控制装置I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTNowadays,thepowersystemisdevelopingtowardshighervoltage,largercapacityandmorenetworks,alongwiththeincreaseofshortfaultcurrents.However,theinterruptcapacityofproducedhighvoltagecircuitbreakerscan

7、notsatisfythecut-offdemandsofthegrowingsystem.Eventhoughmeasures,suchaschangingtheprototypeofthegrid,insertingthecurrentlimitingreactorsandsoonhavebeenproposed,thedeliverycapacityandthereliabilityofthepowersystemwillbeaffected.However,C