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1、. . 装订线. . . 山东农业大学毕 业 论 文 基于MATLAB的微机保护算法和负序电流算法 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化二班 届 次 2015届 学生姓名 陆通 学 号 20116808 指导教师 娄伟 二一五年六月一日1目录摘要IAbstractII引言11 MATLAB简介12 微机保护算法42.1 概述42.2 基于正弦函数模型的算法52.2.1 半周积分算法52.2.2 采样值和导数算法82.2.3 正弦曲线拟合算法142.3 小结203 基于MATLAB语言的负序电流通用计算法203.1 负序电流通用计算法203.2 MATLAB 语言负序电流计算
2、程序223.3 小结254 总结与展望264.1 本课题比较有特色的工作264.2 工作不足与展望26参考文献27致谢28iContentsAbstractIIIntroduction11 Introduction to the MATLAB12 The microcomputer protection algorithm42.1 Outline42.2 Based on sinusoidal function model of the algorithm52.2.1 Half cycle integral algorithm52.2.2 Sampling value and derivati
3、ve algorithm82.2.3 A sine curve fitting method142.3 Summary203 The negative sequence current general calculation method based on MATLAB language203.1 The negative sequence current general calculation method203.2 MATLAB language negative sequence current calculation223.3 Summary254 Summary and outloo
4、k264.1 The character of this subject264.2 Work less and Prospects26References27Acknowledgement28ii基于MATLAB的微机保护算法和负序电流算法作者：陆通，指导老师：娄伟【摘要】随着电力工业的发展，电力系统的规模越来越大。在这种情况下，许多大型的电力科研试验很难进行，同时对数据的处理要求越来越精确。由于电力系统是一个相对复杂的、维数很高的系统，需要像控制理论界那样，将MATLAB作为分析电力系统问题的有效工具。利用MATLAB软件中的电力系统模块库, 对电力系统微机保护中的滤波和保护算法进行了编程仿
5、真实现.针对电力系统微机保护中的线路故障等情况,分别对半周积分算法、 采样值和导数算法、正弦曲线拟合算法进行了仿真计算, 并以图形方式显示其仿真结果; 最后对其数字滤波和保护算法的准确性和快速性进行了分析和比较。同时对传统的负序电流近似计算法进行了分析和探讨，针对其不足，提出了基于MATLAB语言的负序电流计算程序。采用此程序计算负序电流，可提高计算精度和计算效率，程序还可同时绘出正序电流、负序电流、不对称三相电流的相量图 。关键词：微机保护算法 MATLAB 负序电流29The microcomputer protection algorithm and negative sequence
6、current algorithm based on MATLAB Author: Lu Tong , Supervisor: Lou WeiAbstract With the development of power industry, the scale of the power system is more and more big, in this case, many large power is hard to research experiment, at the same time to become more accurate data processing requirem
7、ents.Because of the power system is a relatively complex and high dimension of system, need as control theory, the MATLAB as a effective tool for the analysis of power system problems.Using power system block set of MATLAB software, the filter and protection in power system microcomputer protection
8、algorithm for programming the simulation implementation. Line fault in power system microcomputer protection, and so on and so forth, half weeks respectively integral algorithm, sampling value and derivative algorithm, a sine curve fitting method is used for the simulation calculation, and graphical
9、ly display the simulation result;Finally the accuracy and rapidity of digital filtering and protection algorithm are analyzed and compared.At the same time the traditional negative sequence current approximate calculation method are analyzed and discussed, aiming at its disadvantages, puts forward t
10、he negative sequence current calculation program based on MATLAB language.Adopt the program calculation of negative sequence current, can improve the calculation accuracy and computational efficiency, also can draw positive-sequence current, negative sequence current at the same time, the asymmetry
11、of the three phase current phasor diagram.Keywords: Microcomputer based protection algorithm; MATLAB; The negative sequence current引言目前，MATLAB已经是国际上最流行的科学与工程计算的软件工具，现在的MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，它已经成为了一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言，有人称它为“第四代”计算机语言，它在国内外高校和研究部门正扮演着重要的角色。MATLAB语言的功能也越来越强大，不断适应新的要求提出新的解决方法。可以预见，在
12、科学计算、自动控制与科学绘图领域MATLAB语言将长期保持其独一无二的地位。随着电力工业的发展，电力系统的规模越来越大，在这种情况下，许多大型的电力科研实验很难进行。由于电力系统是一个相对复杂的、维数很高的系统，需要寻找一种能提供模拟环境的软件作为分析电力系统问题的有效工具1。MATLAB是当前国际认可的优秀科技应用软件之一，它以矩阵运算为基础，把计算可视化程序设计融合到交互的工作的环境中，可实现工程计算、算法研究、建模和仿真、数据分析及可视化、科学和工程绘图、 应用程序开发等功能，其拥有的Simulink为我们提供了用来对动态系统进行建模、仿真和分析的集成环境。在微机继电保护中，需要应用不同
13、的离散运算方法来实现故障量的测量、 计算和故障判别。这些不同的离散运算方法就是不同的保护算法。衡量其算法优缺点的指标包括: 算法的运算精度、响应时间和算法的运算量。它们之间往往是相互矛盾的，因此根据保护的不同功能、不同性能指标和保护的硬件配置 (如CPU的运算速度、存储器的容量等)选择不同的算法。另一方面，由于不同的算法往往依据不同的信号模型设计，一些算法本身就具有良好的滤波作用,因此不同的算法对信号数字滤波的要求也不同。此外，对传统的负序电流近似计算法进行了分析和探讨，针对其不足，提出了基于MATLAB语言的负序电流计算程序。1 MATLAB简介Matlab和Mathematica、Mapl
14、e并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。Matlab可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。Matlab的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用Matlab来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且Mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使Matlab成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C+，Java的支持。可以直接调用,用户也可以
15、将自己编写的实用程序导入到Matlab函数库中方便自己以后调用，此外许多的Matlab爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。Matlab的特点：(1)此高级语言可用于技术计算；(2)此开发环境可对代码、文件和数据进行管理；(3)交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题；(4)数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等；(5)二维和三维图形函数可用于可视化数据；(6)各种工具可用于构建自定义的图形用户界面； (7)不支持大写输入，内核仅仅支持小写。Matlab的优势：(1)友好的工作平台和编程环境Matlab由一系列工具组成。这些工具方便用户使用Matlab的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面,包括Matlab桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着Matlab的商业化以及软件本身
