【文章內(nèi)容簡介】 （243）式中：基波分量的有效值：時基波分量的相角將用角公式展開可得： （244） （245）用復數(shù)表示為 （246）因此，可根據(jù)、求出有效值和相角為 （247） （248）用微機處理時，式（240）和式（241）的積分可以用梯形法則求得： （249） （250）式中：基波信號的一周期采樣點數(shù)；：第次采樣點數(shù)；、：分別為和時的采樣值[3]。 正弦型、余弦型瞬時值采樣比相判據(jù)算法相位比較判據(jù)使用來實現(xiàn)各種繼電保護原理的基本元件，也是關鍵元件，在距離保護、縱聯(lián)保護、差動保護、方向保護中均有廣泛的應用。下面以比較電壓、為例說明其原理。其余弦型比較判據(jù)表示為 （251）其正弦型比較判據(jù)表示為 （252）其瞬時電壓可以表示為 （253） （254）若當前采樣時刻為，則當前時刻的采樣值表示為 （255） （256）工頻1/4周期以前時刻的采樣值表示為 （257） （258）式（255）~（258）中對應項平方相加，可得 （259） （260）式（255）~（258）中對應項平方相除，可得 （261） （262）若令、則式（259）~（262）可簡寫為 （263） （264） （265） （266）、可以看作是幅值為、相角為的向量的實部和虛部；、可以看作是、相角為的向量的實部和虛部。將上式（263）~（266）代入式（251）~（252）,就可以得到用瞬時采樣值表示的正弦比較方程和余弦比較方程分別為 （267） （268）這種算法只需要相隔1/4工頻周期的兩個采樣值就可以完成比相，故也成為比相的兩點積算法[4]。 微機保護算法性能分析微機保護算法種類繁多，前面介紹的只是幾種較典型的、用得較多的算法，各種算法有各自的特點和性能，在使用時可以根據(jù)需要選擇適當?shù)乃惴?。兩點乘積算法，使用了電氣角度相隔/2采樣值，算法本身需要的數(shù)據(jù)窗長度為1/4周期，又因為兩點乘積法是假定輸入信號為正弦量的算法，所以在使用這種算法時要配合數(shù)字濾波器使用。導數(shù)法需要的數(shù)據(jù)窗較短，僅為一個采樣間隔，算式和兩點乘積法相似，但是由于要用到導數(shù)，因此將帶來兩個方面的問題：一是要求用數(shù)字濾波器濾去高頻成分，因為求導數(shù)將會放大高頻分量；第二是由于用差分近似求導，因此要求有較高的采樣頻率，對于50Hz的正弦量來說，只要采樣頻率高于1000Hz，則差分近似求導引入的誤差就遠小于1%，可以忽略了。半周期積分法需要的數(shù)據(jù)窗長度為10ms，它本身有一定的濾除高頻分量的能力，因為疊加在基頻成分上的幅度不大的高頻分量，在半個周期積分中期對稱的正負部分可以相互抵消，剩余的未被消除的部分占的比重就減小了。但是它不能抑制直流分量。突變量電流算法，是通過比較故障前后電流的變化情況來判斷是否有故障的，因此，系統(tǒng)正常用運行是時，通過設定一個整定值，當電流差值大于整定值時，判斷有故障發(fā)生。因為突變量電流算法，是檢測故障暫態(tài)電流突變的情況，當系統(tǒng)正常運行時，電流差值較小或為零，故障瞬間，電流發(fā)生突變，電流差值超過整定值，系統(tǒng)判斷有故障，但是當系統(tǒng)穩(wěn)定后，雖然故障沒有消失，但是電流穩(wěn)定不變了，因此，突變量消失，突變量存在的時間只有20ms。傅里葉級數(shù)算法具有濾波的作用，較兩點乘積法、導數(shù)法、半周期積分法而言濾波特性要強，因此，在故障發(fā)生時，使用這種算法會濾除高頻分量，可以不用設置濾波器專門濾波，但是在一些要求加速保護動作的地方，動作的速度就會受到影響，這點在后面的仿真中就可以看出。微機保護的算法很多，常用的還有模型算法（解微分方程法），此法僅用于計算線路阻抗，當用在線路保護的距離保護中時還要與選相算法等配合使用；其他的算法還有最小二乘方算法，這種算法時將輸入的暫態(tài)電氣量與一個預設的含有非周期分量及某些諧波分量的函數(shù)按最小二乘方的原理進行擬合，求出輸入信號中基頻及各種暫態(tài)分量的幅值和相角。總之，微機保護算法隨著科學技術的發(fā)展，將會不斷地得到優(yōu)化和提升，但是不管什么算法，只要根據(jù)系統(tǒng)的性能，合理的配置各種算法，發(fā)揮算法的優(yōu)勢，最終讓整個電力系統(tǒng)安全可靠的運行就達到了電力系統(tǒng)微機保護的目的了[5]。第3章 110kV線路微機保護仿真模型的建立 MATLAB/Simulink仿真軟件在電力系統(tǒng)中的應用介紹MATLAB/Simulink軟件是由美國Math Works 公司開發(fā)的著名的動態(tài)仿真系統(tǒng)，它是MATLAB的一個附加組件，為用戶提供了一個建模與仿真的工作平臺。它能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真的模塊集成，而且可以根據(jù)設計和使用的要求對系統(tǒng)進行優(yōu)化，提高建模與仿真的效率。MATLAB/Simulink軟件提供了多個學科的仿真系統(tǒng)工具箱，和一些常用工具箱模塊，用戶可以根據(jù)需要方便地選用合適的工具箱進行系統(tǒng)的建模與仿真分析。對于電力系統(tǒng)而言就有專門的工具箱模塊庫SimPowerSystem供用戶使用，其功能強大，包含的電氣元件種類多，處理函數(shù)模塊豐富，為電力系統(tǒng)的仿真與研究提供了很大的便利，是電氣工程專業(yè)必不可少的研發(fā)工具。在SimPowerSystem模塊庫中，包括10類模塊庫，即電源元件庫（Ele