提高速动保护精确性滤波新算法.pdf

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1、第38卷第4期华北电力大学学报Vo1．38，No．42011年7月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJul，2011提高速动保护精确性滤波新算法叶飞，刘观起，胡道徐，张进，纪卉(1．华北电力大学电气与电子工程学院，河北，保定0710032；2．思源弘瑞自动化有限公司，上海201108)摘要：提出了一种新的滤波算法，该算法由零、极点配置法设计的狭窄带通滤波算法和半周波傅里叶算法相结合。这种滤波算法能够对低频谐波分量和高频谐波分量起良好的抑制作用，所需数据窗短，能够快速提取基频分量。

2、试验测试结果表明其滤波效果优于传统滤波算法，满足微机保护速动的要求。关键词：高频谐波；低频谐波；带通滤波；微机继电保护；中图分类号：TM77文献标识码：A文章编号：1007—2691(2011)04—0018—05Thenewfilteringalgorithmforimprovingaccuracyofinstantprotection(1．SchoolofElectricalandElectronicEngineeringNorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，Chin

3、a；2．ShanghaiSHRAutomationCO．，Shanghai，201108China)YEFeiLIUGuan—giHUDao—XUZHANG．JinJIHueiAbstract：Anewfilteringalgorithmispresentedwhichcombinesthehalf-cyclediscreteFouriertransformandbandpassfilterdesignedbyzero-poleplacement．Thenewfilteringalgorithmhaseffectivetores

4、trainlowandhighfrequencyharmonics．Notonlycanquicklyextractthefundamental~equencycomponent，butalsorequiresash0rtdatawindow．Testresuitsshowthatthefilteringresultsofthenewalgorithmarebetterthanthatoftheconventionalalgorithmsandmeettherequirementofthefastrespondingtimeof

5、microprocessor—basedprotection．Keywords：low~equencyharmonic；high~equencyharmonic；bandpassfilter；microprocessor—basedprotection整数据，即需要采集20ms内的所有数据，无法0引言满足保护的速动性。半周波傅里叶算法，虽然只微机保护是通过对电力系统故障后电流、电需要10ms数据窗，不但无法有效的滤除衰减直压信号的基频分量的提取分析J。从故障暂态信流分量和偶次谐波，而且对偶次谐波有一定的放号中快速、准确的提取电流

6、、电压的基频分量成大作用，对低频分量抑制效果不好，容易造成保为继电保护算法的关键。目前常见的微机继电保护误动。差分法滤波能够完全滤除稳定的直流分护算法有全周波傅里叶算法、半周波傅里叶算法、量，并在一定程度上抑制输入信号中的非周期分差分傅里叶算法、最小二乘法和卡尔曼滤波算法。量]，但增强了对高次谐波的响应，对高次谐波数据窗越长、采集的数据越多，则测量的精有放大作用，使得对傅里叶算法的幅频特性变坏。确度越高，然而数据窗越长，等待数据采集所需最小二乘法从频域角度上属于全零点滤波器，在的时间就越久，继电保护动作越滞后。全波傅使用时其拟合

7、模型的选择应与前置低通滤波器相里叶算法虽然能够完全滤除稳定的直流分量和整配合，从而使得未包含于拟合模型中的高频分量数次谐波，并且能较好地滤除线路的分布电容引能够得到很好的抑制，为了保证算法拥有较好的起的高频分量，对随机干扰信号的反应也较小，估计精度，拟合模型不得不扩大包含所有通过低而对畸变波形中的基频分量可平稳和精确地做出通滤波器的谐波分量，这将导致数据窗加长、计响应，但是全周波傅里叶算法需要一个周期的完算量加大。当故障信号和干扰信号的分布特性难以准确估计时，最小二乘法无法保证滤波精度和收稿日期：2010—02—10第4期叶飞，

8、等：提高速动保护精确性滤波新算法19暂态时延J。卡尔曼滤波法事最优估计理论中的一种算法，主要用于随时间变化的状态量的估计]。在处理噪声衰减时，对于不同时刻的残差平方值施加不同的加权系数，但由于故障后的稳=态分量受故障点位置、系统运行方式、故障初始相角等随机因素的