基于正弦函数模型的算法的实现设计____论文.doc

浙江大学 课 程 设 计 说 明 书 课程名称 电力工程基础 题 目 基于正弦函数模型的算法的实现 基于正弦函数模型的算法的实现 摘 要 本设计为电力系统微机保护算法仿真（两点乘积算法和半周积分算法），设计内容包括：设计随机正弦信号发生器；通过信号采样，得到电流，电压的瞬时值；通过瞬时值计算出电流，电压信号的有效值；计算线路的阻抗，阻抗角及功率因数，得出信号有效值、计算值与理论值之差。 本文首先对微机保护的发展、意义、研究重点、研究状况等进行了介绍；在微机保护中通过对算法的研究寻找适当的运算方法来实现一定的保护功能，从而使运算结果的精度能满足工程要求而计算耗时又尽可能短，达到既判断准确，且又动作迅速、可靠的效果。本文研究了两点乘积算法、三点乘积算法、导数算法和半周积分算法在电力系统微机保护中的应用。 关键词： 两点乘积算法，三点乘积算法，导数算法，半周积分算法 目 录 第一章 绪论 1 §1.1微机保护的应用和发展概况 1 §1.2微机保护的基本构成 1 §1.3微机保护的特点 1 §1.3.1易于获得附加功能 1 §1.3.2微机保护具有灵活性 2 §1.3.3微机保护具有高可靠性 2 §1.4 Matlab语言介绍 2 第二章 电力系统微机保护算法 4 §2.1算法的基本概念 4 §2.2算法的发展 4 §2.3 微机保护和微机监控对算法的不同要求 5 §2.4算法的评价和选择 5 第三章 算法实现 8 §3.1半周积分算法 8 §3.2导数算法 10 §3.3两采样值积算法 13 §3.4三点采样值积算法 17 第四章 算法的比较 21 §4.1半周积分算法的原理 21 §4.2导数算法 21 §4.3两点乘积算法 21 第五章 设计总结 22 参考文献 23 第一章 绪论 §1.1微机保护的应用和发展概况 近四十年来，计算机技术发展很快，其应用广泛而深入地影响着科学技术、生产和生活等各个领域。有关计算机保护的研究及开发就是电力系统计算机在线应用的重要组成部分。 我国在这方面的起步相对较晚，但进展却很快。1984年上半年，华北电力学院研制的第一套以6809(CPU)为基础的距离保护样机投入试运行。1984年底在华中工学院召开了我国第一次计算机继电保护学术会议，这标志着我国计算机保护的开发开始进入了重要的发展阶段。进入90年代，我国已陆续推出了不少成型的微机保护产品。 §1.2微机保护的基本构成 微机保护的基本构成包括硬件和软件两个部分，各部分的组成现表示如下： 数据采集系统 CPU主系统 硬件 开关量输出 输入系统 外围设备等 微机保护的基本构成 初始化模块 数据采集管理模块 故障检出模块 软件 故障计算模块 自检模块等 §1.3微机保护的特点 微机保护主要优点有以下几个方面。 §1.3.1易于获得附加功能 微机保护可以对其硬件和软件进行连续的自检，有很强的综合分析和判断能力 §1.3.2微机保护具有灵活性 它能自动检测出硬件故障的同时发出报警信号并闭锁其跳闸出口回路。同时软件也具有自检功能，可以对输入的数据进行校错和纠错，即自动地识别和排除干扰。 §1.3.3微机保护具有高可靠性 总之，作为一个系统而言，微机保护的可靠性比传统保护高。 §1.4 Matlab语言介绍 在科学研究和工程应用等领域中会涉及到大量的科学计算问题，自从计算机出现以来，人们就一直在使用计算机这个有力的工具帮助解决科学计算问题，并由此发明了许多用于科学计算的程序语言，如BASIC、FORTRAN、C等等。随着时代的变化、随着计算机的普及和快速发展，计算机程序语言在不断地变化发展、在不断地推陈出新。在当今时代，什么程序语言是最流行的科学计算语言呢？答案是——MATLAB语言。MATLAB拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便地实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的必威体育精装版研究成果，而且经过了各种优化及容错处理，因此使用起来性和可靠性非常高，在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++等。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编