CMFB在輸電線路單端暫態(tài)電流保護中應用的實現(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，直接影響電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。傳統(tǒng)保護不能滿足超高壓電網(wǎng)發(fā)展的要求，探索新的保護原理和可行的實現(xiàn)方法，以提高輸電線路保護的性能，是繼電保護研究領域中的一個重要課題。多速率濾波器組理論應用于超高壓輸電線路單端保護，具有對故障高頻信號處理分辨率高、處理速度快等優(yōu)點，但應用此新方法，必然面臨這些難題，即如何有效實現(xiàn)多速率濾波器組?如何保證暫態(tài)電流保護算法的實時性?為此，本文研究多速率濾波器組理論在暫態(tài)保

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

3、 2.結合余弦調制濾波器組(consinemodulatefilterbanks，CMFB)并行結構的特點，通過分析研究多速率數(shù)字信號處理技術，把各個分析濾波器表示成全并行結構的多相形式，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，構造出分析濾波器組的高效結構，剔除了系統(tǒng)的冗余計算，使系統(tǒng)計算量大大減少，效率明顯提高。 3.根據(jù)暫態(tài)電流保護的快速性要求，研

4、究了實現(xiàn)單端暫態(tài)電流保護算法的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；對位級查表采用全流水線字并行結構，使速度最優(yōu)。采用這兩項改進的DA方案實現(xiàn)多相濾波器，濾波卷積的乘法運算轉化為查表操作，因而計算速度進一步提高。在此基礎上，先對IP核方案作出整體規(guī)劃，然后運用VHDL語言實現(xiàn)各個模塊，并將其整合成一個完整系統(tǒng)，最后以StratixⅡ為目標芯片，用synplify綜合、QuartusⅡ仿真和時序分析，