傅氏算法在电力系统继电保护中的应用.docxVIP

傅氏算法在电力系统继电保护中的应用

诸佳云

(东南大学电气工程学院，江苏南京210096)

摘要：探讨了傅氏算法在电力系统继电保护中的应用。介绍了傅氏算法的基本原理和两种典型算法——全波傅氏算法和半波傅氏算法。阐述了它们在继电保护中发挥的重要作用，并对两种算法进行仿真和性能比较，仿真结果表明，傅氏滤波算法在继电保护中具有实用性。

关键词：傅氏算法；电力系统；继电保护

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2009)12-0028-03

ApplicationofFourierAlgorithminPowerSystemRelayProtection

ZHUJia-yun

（SchoolofElectricalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China）

Abstract:DiscussionwasmadeonFourieralgorithmapplicationinpowersystemrelayprotection.IntroductionwasmadetothebasicprincipleofFourieralgorithmandtwokindsoftypicalalgorithms——whole-waveFourieralgorithmandhalf-waveFourieralgorithm.De-scriptionwasmadeontheirimportantrolesplayedinrelayprotection,alsosimulationandperformancecomparisonwerecarriedoutforthetwoalgorithms.ThesimulationresultshowsthatFourierwavefilteringalgorithmiswithpracticaluseperformanceinrelayprotection.

Keywords:Fourieralgorithm;powersystem;relayprotection

目前电力系统继电保护中，绝大多数保护原理都基于故障信号的基波相量，根据故障电压、电流基波相量或二者的组合来进行故障判断。但由于故障发生后的暂态过程，故障电压、电流中含有丰富的暂态噪声，继电保护装置中必须采用滤波算法滤除这些噪声。在众多滤波算法中，傅氏滤波算法以其良好的性能和相对简便的算法，在微机保护中获

1 傅氏算法的基本原理

傅氏算法是一种常用的、针对周期函数的算法。该算法将周期信号分解为傅氏级数，即正弦和余弦函数之和。周期为T的信号f(t)的傅里叶级数展开式为：

Σ∞

Σ

得广泛的应用。傅氏算法包括全波傅氏算法、半波傅氏算法以

及各种改进算法。全波傅氏算法可以滤除所有整次

f(t)=a0+ (cncosnωt+snsinnωt)

n=1

由上式可知，f(t)的第n次谐波分量是：

fn(t)=cncosnωt+snsinnωt

(1)

(2)

谐波分量，且稳定性好。但其数据窗较长，不利于快速响应。半波傅氏算法对全波傅氏算法响应速度的改进。但是滤波效果不及前者，不能滤除偶次谐

波[1]。

在电力系统中，假设故障信号为x(t)。它是一个周期信号，其中包含基波以及衰减的直流分量和各次谐波分量。

Σm

Σ

x(t)=Ae-αt+ xsin(iωt+φ)=

本文通过具体实例，采用全波傅氏算法和半波

-αt

i i

i=1

Σm

Σ

傅氏算法进行了仿真。对全波傅氏算法针对基波和

Ae+

i

(xcicosiωt+xsisiniωt)

=1

(3)

三次谐波提取进行了比较，并将全波傅氏算法和半波傅氏算法对于基波的提取进行了比较。

式中，xi、φi分别为第i次谐波分量的幅值和初相角；xsi、xci分别为第i次谐波分解后相应的正弦、余弦分量的幅值；A、α分别为衰减直流分量的

作者简介：诸佳云(1985-)，女，硕士研究生，研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用。

28

初始值和衰减常数。

x=4

T

2x(t)sin

tdt=

c1T∫0 ω1

4 T ∞

22 电力系统继电保护中的傅氏算法

2

T∫[a0+Σaksin(ωkt+θk)]sinω1tdt=

0

4 4

k