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基于DSP和小波包重构算法的配电网接地选线装置研究

作　者: 石勇
导　师: 张艳霞
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 数字信号处理器(DSP) 小波包重构配电网单相接地故障选线继电保护电力系统
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

配电网单相接地时的故障选线问题,是国际上长期以来一直存在的技术难题。本文通过对配电网单相接地故障暂态过程的分析,并结合小波分析理论,提出了一种基于DSP与小波包重构算法的配电网单相接地故障选线新的方法。该方法利用小波包具有良好的频域分频特性,以适当的频率带宽对配电网发生单相接地故障后各线路的零序电流进行分解,再按能量最大原则选取的特征频带中通过比较重构后电流瞬时值的符号进行综合智能选线,仿真结果表明该方法既能实现相电压峰值附近的故障选线,也能实现相电压过零点附近的故障选线。根据小波算法对硬件系统的要求,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)配电网单相接地选线装置的软硬件解决方案。该方案充分利用DSP芯片优越的数字信号处理功能和快速的运算速度,很好地实现了综合智能选线算法。仿真运行结果和动模试验结果表明:该软硬件平台运算速度快,抗干扰能力强,运行稳定,具有良好的性价比,是小接地电流电网中一种实用的选线平台。所开发的基于DSP和小波重构算法的配电网接地选线装置选线成功率高,具有良好的应用前景。

全文目录

第一章绪论  7-12
  1.1 引言  7
  1.2 配电网单相接地故障选线的研究现状  7-11
    1.2.1 现有的接地选线原理  7-10
    1.2.2 现有的接地选线装置  10-11
  1.3 论文的研究目的和主要内容  11-12
第二章基于小波包重构算法的配电网单相接地故障选线新原理  12-28
  2.1 小波变换与小波分析  12-20
    2.1.1 小波变换理论思想的形成  12
    2.1.2 小波变换的定义  12-13
    2.1.3 离散小波变换  13-14
    2.1.4 小波变换的多分辨分析  14-16
    2.1.5 小波重构算法  16
    2.1.6 小波包的定义与主要性质  16-18
    2.1.7 小波分析在电力系统中的应用  18-20
  2.2 基于比较零序电流特征频段重构后电流瞬时值符号的综合智能选线新原理  20-26
    2.2.1 Daubechies小波  20-23
    2.2.2 单相接地故障时的暂态电流  23-24
    2.2.3 用Daubechies小波包提取信息  24-25
    2.2.4 选线原理  25-26
    2.2.5 基于小波包重构的接地选线算法的实现步骤  26
  2.3 本章小结  26-28
第三章 ATP仿真及结果分析  28-39
  3.1 仿真试验平台ATP  28-29
  3.2 仿真模型的建立  29-31
    3.2.1 模型各组成部分的仿真  29-30
    3.2.2 建立仿真模型  30-31
  3.3 仿真应用软件MATLAB  31-32
  3.4 仿真结果的处理与分析  32-38
    3.4.1 仿真数据的处理  32-33
    3.4.2 基于小波包重构算法的综合智能选线原理的仿真分析  33-38
  3.5 本章小结  38-39
第四章基于小波包重构算法的配电网接地选线装置的实现  39-55
  4.1 装置结构  39-40
  4.2 数字信号处理芯片  40-43
    4.2.1 DSP芯片的基本结构  40-42
    4.2.2 TM5320C55X系列DSP芯片  42-43
  4.3 小波包分解与重构算法在C55X系列DSP中实现  43-46
  4.4 复杂可编程逻辑器件  46
  4.5 装置中各功能模块工作原理  46-50
    4.5.1 通过CPLD实现对A/D芯片的控制  46-48
    4.5.2 实现对FLASH地址的扩展  48-49
    4.5.3 DSP的I/O的扩展与逻辑运算  49
    4.5.4 用CPLD实现DSP与单片机的通讯  49-50
  4.6 接地选线装置DSP程序流程图  50-51
  4.7 动模试验及结果  51-54
  4.8 本章小结  54-55
第五章结论  55-56
参考文献  56-59
发表论文和科研情况说明  59-60
致谢  60

基于DSP和小波包重构算法的配电网接地选线装置研究

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