【正文】 況下，使用 MATLAB 的編程工作量會大大減少。 車輛與動力工程學院課程設計說明書 4 第二章 電力系統(tǒng)微機保護算法 167?？梢?，對微機保護和微機監(jiān)控來說，采用何種算法求所需的值，是值得研究的問題。所以，微機保護要求對輸入的電流、電壓信號進行預處理，盡可能地濾掉非周期分量和高頻分量，否則計算結果將出現(xiàn)較大誤差。例如，對計算結果采取平 滑措施，采用最小二乘法曲線擬和算法等。 首先，保護和監(jiān)控所需計算的量值不同。 監(jiān)控系統(tǒng)算法主要是針對穩(wěn)態(tài)時的信號，而保護系統(tǒng)算法主要針對故障信號。 算法的評價和選擇 微機保護算法是微機保護研究的重點 ， 微機保護不同功能的實現(xiàn) ， 主要依靠其軟件算法完成。 針對微機保護常用的正弦函數模型算法 ， 周期函數模型算法 ， 隨機函數模型算法和 輸電線路簡化的物理模型算法的誤差來源、幅頻響應、濾波性能、適用場合分別進行了分析和總結 。一類是根據輸入電氣量的若干點采樣值，通過一定的數學式或方程式計算初保護所反映的量值，然后與定值進行比較。此外，他可以根據阻抗計算值中的電抗分量推出短路點距離，起到測距的作用等。 計算機保護的準確性，實時性與算法有密切關系，因此保護算法的研究是計算機保護研究的重要問題之一，研究保護算法的作用有 :提高保護裝置的精確度，這一點是非常重要的，運算精度研究是微機保護理論研究的重點之一，一個好的算法應該具有良好的運算精度，只有能保證這一點才能達到保護判斷的準確性，即需要動作時，應該準確的動作，不需要動作時間，應該準確的閉鎖 。但對于一些較粗略的算法，考慮到交流輸入回路中設有 RC濾波電路，為了減少結算量，增加計算速度，往往假 設電流 ，電壓為理想的正弦波。偶次高頻分量的正負半周在工頻半周積分中完全相互抵消，奇次諧波未能完全抵消，但其影響也小多了，但它不能抑制直流分量，故必要時可另配簡單的差分濾波器或用電抗變換器來削弱電流中非周期分量的影響。 式 (31)的積分 可以用梯形法則近似求出： sNNk k TuuuS ]2121[ 2/1210 ??? ??? （ 3— 2） 式中 ku —— 第 K 次采樣值 。 求出積分值 S 后，應用式 (31)可求得幅值。 半周積分算法源程序 clear N=12。 a(i) = pi*(i1)/12。x2=s(:,2)。 x6=s(:,6)。) 。39。ym39。x2184。 axis([0,0,] ) 。ylabel(39。 plot(t184。) 。) 。 ylabel(39。 plot(t184。) 。) 。 subplot(324)。o 39。a=pi/339。) 。39。 text(, 39。t/s39。) 。2 I)i()iI)i(i ???????? 或（ （ 3— 5） 和 222222222ii uuIUz mm ?? ???? ?? （ 3— 6） 根據式 (38)，我們也可推導出 RIUiii iuiu mm ?????? ????? ?c o s2 （ 3— 7） LXIUiii iuiu mm ??????? ??? ??? s in2 （ 3— 8） 式 (39)～式 (313)中， u、 i 對應 tk 時為 uk 、 ik，均為已知數，而對應 tk1和 tk+1 的 u、 i 為 uk uk+ ik ik+1，也為已知數，此時 skkk T uuu 2 11 ?? ??? （ 3— 9） skkk Tiii 2 11 ?? ??? （ 3— 10） )2()( 1)(1 11211 ???? ????????? kkksskkskksk uuuTTuuT uuTu （ 3— 11） )2()( 1)(1 11211 ???? ????????? kkksskkskkskiiiTT iiT iiTi （ 3— 12） 導數算法的特點： 導數算法最大的優(yōu)點是它的“數據窗 ”即算法所需要的相鄰采樣數據是三個，即計算速度快。m=size (t ) 。 dy= (y2y) 。 plot(t,y,t,y1, 39。,t,yd, 39。y39。y239。 subplot(223)。 axis([0,0,] ) 。 ylabel(39。N=1239。 for j=1： N/2。m=size (t ) 。 dy= (y2y) 。 plot(t,y,t,y1, 39。,t,yd, 39。y39。y239。 subplot(224)。 axis([0,0,] ) 。 ylabel(39。N=2439。 這種算法的特點是計算的判定時間較短。 以式 (324)去除式 (321)和式 (322)還可得測量阻抗中的電阻和電抗分量，即 ssmm Tiiii TiuiuiuiuIUR ? ?? c o s2 c o s)(c o s21222112212211 ?? ????? （ 3— 25） ssmm Tiiii TiuiuIUX ??? c o s2 s in)(s in2122211221 ?? ??? （ 3— 26） 由式 (323)和式 (324)也可求出阻抗的模值 ssmm Tiiii TuuuuIUz ? ?c os2 c os2122221212221 ?? ???? （ 3— 27） 由式 (325)和式 (326)還可求出 U、 I 之間的相角差 θ ， ss Tiuiuiuiu Tiuiua r c t g ??? c o s)( s in)(122122111221 ??? ?? （ 3— 28） 若取 ω TS＝ 900， 則式 (323)— 式 (328)可進一步化簡，進而大大減少了計算機的運算時間。 w=2*pi*f 車輛與動力工程學院課程設計說明書 16 t=0::。) hold on u=220*sqrt(2)*sin(w*t+pi/6)。 %畫電壓波形圖 hold off grid on title(39。曲線 u=220* sqrt(2)*sin(100*pi*t+pi/6)39。)。 %第一個采樣點對應的時間 tic i1=10*sqrt(2)*sin(w*t)。 %第二個采樣點對應的的電流值 u2=220*sqrt(2)*sin(100*pi*t+pi/6)。 三點采樣值積算法 三采樣值積算法是利用三個連續(xù)的等時間間隔 TS 的采 樣值中兩兩相乘，通過適當的組合消去 ω t 項以求出 u、 i 的幅值和其它電氣參數。算法的數據窗為一個工頻周期，屬于長數據窗類型，響應時間較長。 y=sin (2 *pi*50*t ) 。 %算法 1幅值 ym2=sqrt (y1^2y*y2 )/sin(2 *pi/N)^2) 。 subplot(221)。o 39。, 39。) 。o 39。t/s39。) 。 title (39。 plot(t,ym2, 39。 ylabel(39。) 。 subplot(224)。 axis([0,0,] ) 。 ylabel(39。N=2439。) 。 對于輸入信號為正弦信號的情況 ，只要獲得其幅值，初相角和頻率就可以完全確定各信號。對此 ， 人們已經進行了大量的研究 ， 提出了許多適于微機保護的計算方法。對工頻交流電而言 ， 半周積分法需要的數據窗長度為 T/2=10ms， 算法本身有一定的濾波能力。 167。 兩點乘積算法 對電路中電壓和電流在任意時刻進行相隔 4/T 采樣 ， 通過計算獲得電壓和電流的有效值、有功功率和無功功率以及線路的阻抗。 車輛與動力工程學院課程設計說明書 22 第 五 章 設計總結 這次設計過程中，遇到了很多的問題，比如程序的編寫調試仿真等。識不在多而在精，我認識到學習沒有捷徑，一定要一步一個腳印用心去理解體會。北京：中國電力出版社， 2020. [7] 丁書文 ， 變電站綜合自動化技術 [M]鄭州工業(yè)大學學報， 1998.