微机型方向继电器算法研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义

继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的。20世纪初随着电力系统的发展，继电器开始广泛应用于电力系统的保护，这时期是继电保护技术发展的开端。最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末，在40余年的时间里，继电保护完成了发展的4个阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，人工智能技术如人工神经网络、遗传算法、进化规模、模糊逻辑等相继在继电保护领域的研究应用，继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。

电力在现实社会的各个方面都起着很大的作用，假如没有电力，社会生活和生产就不能正常进行。基于电力在社会中具有的重要性，对电力的维护就显得十分重要。继电保护，则是电力系统能否正常工作的关键所在。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

（1）非周期分量电流的影响

短路哲态过程中的非周期分量电流，会使短路电流的波形偏向时间轴的一侧，从而影响电流方向继电器的正确动作。

3. 国内外研究现状（文献综述）

随着中国电网的飞速发展,交直流混联格局已逐步形成、清洁能源并网容量持续增长、电网电力电子化特征日趋明显。这些电网发展新态势使得系统特征及其故障特性发生显著改变，对继电保护技木提出了新的挑战。电网安全关系国家安全。继电保护是电网安全运行的第一道防线，是保障电网稳定,设备安全的关键技术手段。继电保护专业要对电网运行的风险有清醒地认识,准确把握面临的形势和挑战，科学谋划专业发展方向,坚持创新引领,探索前沿技术，破解发展难题，全面构筑现代复杂电力系统的安全运行防线。

现有交流保护难以完全满足当前电网新需求、直流控制保护设计对大电网运行的适应性不足、智能变电站继电保护技术有待进一步提升、继电保护技术支撑手段不足等问题都是继电保护面临的挑战。^[1]

最初，从简单情况出发，即从电流、电压为纯正弦变化的情况出发，提出了许多算法，其中有半周内找最大值法、半周内采样值累计的算法、导数的算法、采样值积得算法和解方程组的算法等。实际电力系统发生故障时，往往是在基波的基础上叠加有衰减的非周期分量和各种高频分量。所以，微机保护 要求对输入的电流、电压信号进行预处理，尽可能地滤掉非周期分量和高频分量，否则计算结果将出现较大误差。后来，假设输入量是非周期分量、基波和倍频分量组成，研究丁相应的解方程组算法、付氏算法等。由于这些算法本身带有滤去高次谐波的功能，所以一般不再另外采用数字滤波；但算法本身不能滤去衰减的非周期分量，后有提出一些相应的算法。算法的选样不仅与装置要实现的具体功能有关，而且与采样方式选择密不可分。^[2]

4. 研究方案

方案设计：

1) 学习保护装置说明书2) 学习相关软件（matlab、keil mdk等）3) 分析方向电流保护装置要求4) 进行方向继电器算法研究5) 进行方向继电器算法设计6) 进行编程调试7) 完成模拟仿真分析

方案论证：

5. 工作计划

第一周 完成外文文献《a. naresh kumar1: a single-end directional relaying scheme for double-circuit transmission line using fuzzy expert system ,complex amp; intelligent systems (2022) 6:335–346.》的翻译并上传系统，查阅并翻译相关资料，了解目前行业发展阶段，时下所面对的问题，以及未来的发展趋势，根据疑问阅读相关文献，完成开题报告稿；

第二周 改善、完成开题报告，并上传毕设系统；

第三周 分析微机保护算法要求；