题目：电力系统微机保护算法仿真

一、选题的依据及课题的意义

选题依据：微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度。而微机保护算法是微机保护研究的重点，微机保护不同功能的实现，主要依靠其算法完成。因此就微机保护而言，保护的算法决定了保护的性能。提高保护算法的精度和速度可以使保护准确、高速、灵敏地检测出故障。尽管当今计算机芯片运算速度和计算精度得到了大幅度的提高，但计算精度和速度的问题仍然是保护算法要解决的关键。这对于保证电力系统安全、可靠、稳定运行必不可少的微机保护技术，便提出了越来越高的要求。

选题意义：电力系统在运行中，可能会出现各种故障和不正常运行状态，这都会引起系统事故，而微机保护可以通过接入的电流互感器，电压互感器等测量元件的信号对回路的状态进行监视、监控以及保护。比如短路保护、过载保护、单相接地保护等等。

电力系统的微机保护是采用微型计算机对电力系统中的各种电气量进行采样，通过软件程序对采样数据进行运算、分析和判断，以实现各种保护功能的一种保护形式，因此说微机保护是用数学运算方法实现故障测量、分析和判断的。微机保护中的一个基本问题就是寻找适当的离散运算方法来实现一定的保护功能，从而使运算结果的精确度能满足工程要求而计算耗时又尽可能短，达到既判断准确，又动作迅速、可靠的效果。目前对微机保护算法的研究仍处于百花齐放，百家争鸣的阶段，提出的算法种类繁多。对微机保护算法进行比较分析，确定特定场合下如何合理地进行选择，对于进一步提高微机保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性，满足电网安全稳定运行的要求具有现实指导意义。

二、研究概况及发展趋势综述

随着国民经济持续快速发展以及人民大众生活水平的日益提高，电力用户对电能的需求量越来越大，对供电质量要求也越来越高，同时电力部门又受减员增效的制约，在大规模发展建设电网同时，人员配备却没有相应增加，于是近几年无人值班变电站迅速发展起来，建成了一批能够实现“四遥”甚至综合自动和功能的局域性电网。

在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。50年代，我国继电保护从无到有，60年代，建立了我国自己的继电器制造业。建成了继电保护研究、设计、制造、运行、和教学的完整体系。60至80年代晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500kV线路上。90年代初集成电路保护的研制、生产应用处于主导地位。南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用，天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。可以说，从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，微机保护面临着除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力的进一步发展的趋势，已经形成计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

三、研究内容及实验方案

研究内容

1、 1、微机保护的应用原理及其特点；

2、 2、微机继电保护算法；

提出两种算法及其相应内容

a、两点乘积算法

b、半周积分算法

3、编辑MATLAB程序仿真半周积分算法和两点乘积算法，分析半周积分算法和两点成绩算法的适用场合。

实验方案

1、 设计随机正弦信号发生器；

2、 通过信号采样，得到电流、电压的瞬时值；

3、 通过瞬时值计算出电流、电压信号的有效值；

4、 计算线路的阻抗、阻抗角及功率因素。

四、目标、主要特色及工作进度

目标：分析两点乘积算法和半周积分算法的运算速度及其精度，综合分析其适用范围，并与其他算法进行比较，为微机保护算法的应用提供指导。

主要特色：通过对微机保护的介绍，以及对Matlab程序设计的掌握，对半周积分算法和两点乘积算法进行详细的分析，运用Matlab工具进行仿真。

工作进度：

1、2月27日至3月3日：阅读与课题有关的书籍和文献资料、理解系统原理；

2、3月4日至3月15日：半周积分算法与两点成绩算法程序框图设计；

3、3月16日至3月20日：随机正弦信号发生器的设计；

4、3月21日至4月20日：程序的编写与调试；

5、4月21日至5月31日：撰写、修改毕业论文及答辩准备。

五、主要参考文献

【1】路文梅 《变电站综合自动化技术》 中国电力出版社

【2】黄庄益 《变电站综合自动化技术》 中国电力出版社

【3】A.G.Dolgopolov Specific Features of the Relay Protection of Magnetization-Controlled Shunt Reactors for Voltage of 110-500KV ISSN 1068-3712, Russian Electrical Engineering,2007,Vol.78,No.1,pp.1-9.©Allerton Press, Inc.,2007.Original Russian Text ©A.G.Dolgopolov,2007,published in Elektrotekhnika,2007,No.1,pp.2-10.

【4】张铮 《MATLAB 程序设计与实例应用》 中国铁道出版社

【5】张志通 《精通 MATLAB 6.5》 北京航空航天大学出版社

指导教师                 

                                                             年     月     日

系意见：

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