CMFB在輸電線路單端暫態(tài)電流保護(hù)中應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方法研究.pdf

1、高壓輸電線路特別是超高壓輸電線路保護(hù)，直接影響電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。傳統(tǒng)保護(hù)不能滿足超高壓電網(wǎng)發(fā)展的要求，探索新的保護(hù)原理和可行的實(shí)現(xiàn)方法，以提高輸電線路保護(hù)的性能，是繼電保護(hù)研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題。多速率濾波器組理論應(yīng)用于超高壓輸電線路單端保護(hù)，具有對(duì)故障高頻信號(hào)處理分辨率高、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)用此新方法，必然面臨這些難題，即如何有效實(shí)現(xiàn)多速率濾波器組?如何保證暫態(tài)電流保護(hù)算法的實(shí)時(shí)性?為此，本文研究多速率濾波器組理論在暫態(tài)保

2、護(hù)中應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方法，尤其對(duì)單端暫態(tài)電流保護(hù)算法的IP核方案進(jìn)行了重點(diǎn)研究。 本文取得的主要研究成果和結(jié)論如下： 1.分析了故障暫態(tài)信號(hào)的性質(zhì)、特點(diǎn)、傳播規(guī)律，并利用多速率濾波器組理論研究了母線等對(duì)暫態(tài)電流不同頻帶能量比值的影響，特別是，通過對(duì)能量時(shí)域分辨率的研究得到了計(jì)算能量最佳時(shí)窗寬。此外，通過研究抽取對(duì)故障特征的影響，發(fā)現(xiàn)計(jì)算信號(hào)能量可以在信號(hào)抽取后進(jìn)行求取，并可以直接以此作比值，因而為系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)提供了寬松條件。

3、 2.結(jié)合余弦調(diào)制濾波器組(consinemodulatefilterbanks，CMFB)并行結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，通過分析研究多速率數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，把各個(gè)分析濾波器表示成全并行結(jié)構(gòu)的多相形式，使高階的分析濾波器變成低階的多相濾波器形式，使系統(tǒng)速度得到大幅度提高；然后把帶抽取器的分析濾波器經(jīng)過等效變換，構(gòu)造出分析濾波器組的高效結(jié)構(gòu)，剔除了系統(tǒng)的冗余計(jì)算，使系統(tǒng)計(jì)算量大大減少，效率明顯提高。 3.根據(jù)暫態(tài)電流保護(hù)的快速性要求，研

4、究了實(shí)現(xiàn)單端暫態(tài)電流保護(hù)算法的IP核方案。通過研究DA算法，將濾波器系數(shù)分段制定ROM表，以節(jié)省硬件規(guī)模；對(duì)位級(jí)查表采用全流水線字并行結(jié)構(gòu)，使速度最優(yōu)。采用這兩項(xiàng)改進(jìn)的DA方案實(shí)現(xiàn)多相濾波器，濾波卷積的乘法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為查表操作，因而計(jì)算速度進(jìn)一步提高。在此基礎(chǔ)上，先對(duì)IP核方案作出整體規(guī)劃，然后運(yùn)用VHDL語言實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊，并將其整合成一個(gè)完整系統(tǒng)，最后以StratixⅡ?yàn)槟繕?biāo)芯片，用synplify綜合、QuartusⅡ仿真和時(shí)序分析，