基于MATLAB的微机保护算法仿真

基于MATLAB微机距离保护算法的输电线路仿真模型研究史军;何占宾;苑娇阳【摘要】运用MATLAB 6.5的Simulink仿真工具,建立了电力系统输电线路V、W两相接地短路故障的模型,结合2种微机保护算法编程计算短路阻抗,绘制出仿真波形,比较算法的计算精度和计算速度,认为该模型可以分析微机保护算法的误差来源、滤波性能及各种因素对微机距离保护算法的影响,为距离保护的设计和动作行为的分析提供了一种新的手段.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2010(029)004【总页数】3页(P29-30,33)【关键词】输电线路;微机保护算法;MATLAB/Simulink;建模仿真【作者】史军;何占宾;苑娇阳【作者单位】保定供电公司,河北,保定,071000;保定电力职业技术学院,河北,保定,071051;保定供电公司,河北,保定,071000【正文语种】中文【中图分类】TM7730 引言微机保护算法是实现微机保护故障测量、分析和判断的基础,而算法运算的基础则是若干个离散数化的数字序列,因此,微机保护的一个基本问题是寻找适当的离散运算方法,使运算结果的精度既能满足工程要求,又要尽可能缩短计算耗时[1]。

为深入研究继电保护算法，仿真软件及仿真系统得到广泛应用。

加强继电微机保护算法的仿真研究，对于进一步提高微机保护选择性、速动性、灵敏性和可靠性，满足电网安全稳定运行的要求具有现实指导意义[2-3]。

1 仿真模型的建立为了研究电力系统在发生短路故障时电气量的特点，利用MATLAB的电力系统工具箱(PSB)，在Simulink环境中针对一条超高压线路搭建了仿真模型，并给出了1个具体算例。

图1所示为一条两端电源的高压线路，将高压线路两端系统简化为无穷大容量的三相电压源，线路采用分布参数。

线路电压等级为500 kV，线路长度为300 km。

图1 仿真用500 kV输电线路图2为利用MATLAB6.5建立的对应于图1所示线路的故障仿真模型，模型中用到了三相等值系统模块、三相分布参数线路模块、三相故障模块、三相电压电流故障模块等。

基于MATLAB/SIMULINK的变压器微机保护系统仿真研究电气工程及其自动化专业王伟建指导老师马景兰讲师摘要介绍了变压器微机保护的基本原理，重点分析了作为变压器主保护之一的差动保护原理和差动回路里的不平衡电流问题。

在此基础上，利用 MATLAB/Simulink 里的 powersystem模块库，搭建了变压器故障以及差动保护、过电流保护、接地保护的仿真模型，仿真分析其保护出口与故障波形均与理论分析一致，证明了仿真模型的正确性与有效性，研究中所搭建的变压器故障和保护模型以及所采用的仿真分析方法，具有较强的通用性和广泛的工程应用价值。

关键词MATLAB/Simulink, 变压器, 微机保护, 仿真分析1 前言电力变压器是电力系统中十分重要的电气设备，一旦发生故障，将给电力系统的稳定运行带来严重的后果,在现代供电力系统中，对于变压器的保护，微机保护以其独特的优势应用越来越普及。

目前对于变压器微机保护的研究比较前沿的理论很多，如将数字信号处理技术应用于差动保护中，傅式算法实现及其改进算法，也有国外学者将专家系统，模糊逻辑和神经网络等人工智能方法引入变压器微机保护的研究中。

变压器微机保护由主保护和后备保护构成。

主保护主要是由差动保护来完成的，防止外部短路时的不平衡电流以及防止励磁涌流所致的误动。

防止外部短路时的不平衡电流造成的误动，本文中采用动作可靠的比率制动方法。

防止励磁涌流导致的误动作，则采用二次谐波制动的方法，二次谐波制动技术制动可靠，是防止励磁涌流引起的保护误动作的一个实用的解决方案。

2 变压器差动保护原理变压器纵差保护是变压器绕组故障时变压器的主保护，差动保护的保护区是构成差动保护的各侧电流互感器之间所包围的部分。

变压器差动保护涉及有电磁感应关系的各侧电流，其构成原理是磁势平衡原理。

以双绕组变压器为例，如果两侧电流、都以流入变压器为正方向，则正常运行或外部故障时根据磁势平衡原理有：(1) 式中：、是变压一次侧和二次侧绕组匝数，是励磁电流。

基于Matlab的变压器差动保护闭环仿真研究摘要：应用Matlab建立了微机保护仿真系统，并对不同原理的变压器差动保护进行了仿真和比较。

仿真系统采用积木式结构．根据微机保护的实现原理构建模块，实现保护的闭环仿真，对保护的动作过程进行分析。

以变压器差动保护为例．研究比较了常规比率差动、复式比率差动、故障分量比率差动元件的工作原理．分析了=次谐波、波形对称原理识别励磁涌流的方法+构建了相应的保护模块并进行了仿真和比较。

仿真结果说明仿真系统可考核保护的各元件判据、动作定值、动作逻辑和分析特殊故障条件下保护内部元件的动作特性．实现保护动作全过程的闭环仿真。

关键词：Matlab；差动保护；仿真；闭环如何将传统的保护原理应用于微机中．并充分利用计算机在数字运算、逻辑处理、记忆方面的优势来改进、完善保护或探索新的保护原理，从而提高保护的总体性能．一直是广大继电保护工作者的重要任务。

但由于微机保护的原理是用软件实现，继电保护元件的内部动态行为难以得知．对于保护装置的误动和拒动．往往不清楚装置中是哪个模块或逻辑导致了保护的不正确动作”。

根据微机保护采集系统、数据处理算法、保护算法的工作原理．按积木式结构．构建了基于Matlab的微机保护闭环仿真系统。

并以变压器差动保护为例，对常规比率、复合比率、故障分量比率的差动保护及利用二次谐波、波形对称原理识别励磁涌流的方法进行比较研究，构建了相应的保护模块并在Simulink环境下进行闭环仿真和比较。

仿真系统可动态观察保护内部元件的动作过程，为改进、完善保护性能或验证新的保护原理，提出合理的方案提供了经济的数字仿真平台。

1 基于Matlab的保护原理闭环仿真系统利用Matlab提供的模块及编程环境，可构建微机保护数字采集系统模型。

实现处理数据的算法和保护算法，进而构建微机保护模块。

本仿真系统的总体设计框图如图1所示。

电力系统的一次系统根据保护的应用环境利用simulink电力系统工具箱直接搭建，微机保护模块根据保护的实现原理搭建。

微机保护算法综合仿真一、电力系统工具箱概述电力系统工具箱是MATLAB环境下的电力系统仿真模拟工具，其仿真文件类型为.mdl。

电力系统工具箱为用户提供了很方便的图形化功能模块。

功能模块运行于MATLAB的Simulink模拟工具环境，可通过用鼠标点击、拖拽等简单操作实现仿真功能模块的选取、连接等功能，使得用户可以迅速方便地连接一个电力系统仿真模拟系统，从而简化电力系统仿真模拟设计流程，减轻设计负担。

电力系统工具箱的功能模块库包含了典型的电力系统仿真功能模块，如电力变压器、输电线路、发电机及各种电力电子元件。

用户可利用图形化功能模块库迅速完成自己的电力系统故障暂态仿真工作。

所有这些仿真功能模块都带有自己的帮助文件，用以描述模块的功能、参数、属性设置方法及基本使用方法。

二、电力系统工具箱基本操作下面将以电力系统模块库(Power System Blockset)为例介绍电力系统工具箱的基本操作方法。

1.启动MATLABMATLAB命令窗口如图8-1所示。

单击命令窗口中的“Browse for folder”按钮口，在MATLAB命令窗口中设置当前的工作路径，则MATLAB中的，m文件与电力系统工具箱中进行的电力系统故障暂态仿真模型的仿真结果均可保存于所设置的当前路径中。

IATLABEileStartCurrent Directory:C:MATLAB6p5lwork Edit Yiew Wek Window Kelp图8-1MATLAB命令窗2.启动电力系统工具箱模拟工作环境在MATLAB命令窗口执行：Simulink,或单击命令窗口中的“Simulink”按钮，即可出现Simulink的模块库浏览器(见图8-2)。

在模块库浏览器中选择需要的功能模块，可完成相应的仿真系统建模。

Siulink Library BrowserEileEditYisw HelpFindAC Current Source:Ideal sinusoidal ACcurrentsource.Thepositivecurrentdirection isindicatedbrthe arrow.Simulink Fixed-PeintBlockset LogieToolboxNeural Network Blockset S-function demos SimPowerSystemsConnector Electrical SourcesElements ExtraLibrary Controlled CurrentMachinesMeasur ementsPower Electronics Simulink Extras SystemIDBlocksReadyControlled Voltage DCVoltageSourceOWSh Progrsmmabl ACVoltageSourceAC Current Source 3-Phase Souree Purxy用VoltagesignalSourceSource aemi 图8-2Simulink 的模块库浏览器141在MATLAB命令窗口执行：powerlib,即可出现Powerlib的模块库(见图8-3)。

自适应微机继电保护的matlab仿真实现摘要：自从微型计算机引入继电保护以后，继电保护技术取得了明显的进步，特别是微机保护在利用故障分量方面。

自适应控制理论与继电保护结合而产生的自适应微机保护使得变电站和发电厂的集成控制和综合自动化得以比较容易实现。

本文采用自适应继电保护的原理，利用matlab进行10kV配电系统模型的搭建，对系统在短路时的三段自适应保护进行仿真模拟。

关键词：自适应，微机继电保护，三段保护一.自适应控制原理在微机继电保护中的引入自适应保护是一种保护理论，根据这种理论，可以使各种保护功能更适应即时的电力系统工况。

能够根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的保护。

传统的继电保护也力图适应系统运行方式的变化和故障状态，如电流的速断保护整定时，按系统最大运行方式下线路末端发生三相短路考虑，能保证所有可能的正常和故障状态下保护不会误切被保护的线路，但按该方法设定的定值，在其它运行方式下不是最佳的，而且在最小运行方式或最不利的短路条件下，保护可能失效或性能严重变差。

同时电流保护中的反时限特性、差动保护中的制动特性等也是自适应性能的体现，在继电保护进入微机时代后，这些特性能够更好的得以应用，更值得说明的是，微机具有极强的运算能力和数据处理能力，这就为继电保护的实时性、可靠性和快速性的实现提供了极为有利的条件。

传统的电流速断装置是在离线状态下，假定工作在最大运行方式下进行计算整定的，随着电力系统的不断发展，电网结构越来越复杂，其规模也越来越大，而且处在不断地变化之中，使传统的继电保护的速断保护显得力不从心，本文所模拟的配电系统微机三段保护能够很好的体现不同工况的自适应性，即实时的判断故障类型，系统的运行方式以及系统等效阻抗等，使整定值更准确，判断的可靠性更高。

二. 自适应微机继电保护电流速断的推导与整定电流速断是一种有效的辅助性保护，由于它不带时限动作，因此从保护选择性出发，电流速断的定值应该躲开最大运行方式时，下一条线路出口三相短路时流过保护的电流max F IL s k F k DZ Z Z E k I k I +=m in m ax （1） 式中：DZ I 为电流速断的整定值；E 为系统等效电源的相电势； min s Z 为保护装置到系统等效电源之间的最小阻抗L Z 为被保护线路的阻抗；k k 为可靠系数，3.1~2.1=k k ； 实践上短路电流的大小与系统运行方式、短路类型和短路点在线路上的位置有关。

本科毕业设计(论文) 题目：基于MATLAB的微机保护算法仿真学生姓名：学号：********专业班级：电气工程及其自动化1班指导教师：基于MATLAB的微机保护算法仿真摘要基于MATLAB软件，运用Simulink工具完成一种继电保护微机保护数据采集和处理系统。

主要基于两点法、突变量算法、对称分量选相法等传统的微机保护算法，搭建MATLAB的仿真模型，根据采集的输入电气量的采样数据进行分析、运算和判断，以实现相应的继电保护功能。

本文对MATLAB软件如何应用于微机保护做了详细说明，并运用MATLAB的动态仿真工具对电力系统中的故障以及微机保护的算法进行了仿真分析，说明了MATLAB在微机继电保护中应用的可行性。

同时本文对工程中常用微机保护算法进行了原理层面的分析，并运用模型对各种算法的性能进行了仿真和研究，有很重要的现实意义。

关键词：MATLAB；微机保护；算法；采样数据Microcomputer protection algorithm based onMATLAB simulationAbstractBased on MATLAB software, using Simulink tools perform one computer protection relay data acquisition and processing systems. Mainly based on two-point method, the amount of mutation algorithms, symmetric phase selector and other traditional computer protection algorithms to build MATLAB simulation model, based on the amount of collected samples of the input electrical data analysis, calculation and judgment, in order to achieve the corresponding relay protection. In this paper, MATLAB software how to apply a detailed description of computer protection, and the use of MATLAB dynamic simulation tool for power system failures and computer protection algorithms for the simulation analysis, illustrates the application of MATLAB in the feasibility of relay protection . This paper also commonly used in engineering computer protection algorithms theory level of analysis, and the use of models for the performance of various algorithms and simulation studies, there is a very important practical significance.Keywords：MATLAB；Microcomputer Protection；Algorithm; Sampling Data目录第1章引言 (1)第2章微机保护的基本理论知识 (4)2.1 微机保护系统简介 (4)2.2 微机保护的算法 (6)2.2.1 两点乘积法 (7)2.2.3 对称分量选相法 (9)第3章设计的主体内容 (14)3.1 典型电力系统设计 (14)3.1.1 输电线路型号及长度选择 (14)3.1.2 电源和变压器型号选择 (15)3.1.3 变压器具体参数计算 (15)3.2 微机保护部分设计 (17)3.2.1 两点法作为保护算法 (18)3.2.2 突作量电流算法作为保护算法 (20)3.2.3 对称分量选相法作为保护算法 (20)第4章结果分析与讨论 (22)致谢 (26)参考文献 (27)第1章引言微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度，微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等。

基于Matlab的微机保护原理教学仿真平台
刘强
【期刊名称】《电气电子教学学报》
【年(卷),期】2007(29)3
【摘要】微机保护的原理是通过软件实现,保护装置的内部处理过程是不可见的,学生学习时往往难于理解.针对微机保护原理教学的抽象性,开发了基于Matlab的微机保护原理教学仿真平台.该平台设计采用积木式结构,根据保护原理方便地调换不同模块,并能实现保护的闭环仿真测试,对保护的动作过程进行分析.通过该平台,学生能直观理解数据采集系统的作用、数据算法和保护功能的软件实现过程,并可根据保护原理自行设计构建模块,培养学生的创新能力.
【总页数】4页(P95-98)
【作者】刘强
【作者单位】广东水利电力职业技术学院,广东,广州,510635
【正文语种】中文
【中图分类】TM774;G642.423
【相关文献】
1.基于Matlab仿真的自动控制原理教学改革研究 [J], 邓南南
2.基于MATLAB的微机保护算法及综合仿真研究 [J], 范李平;鄂恺;卢毅
3.基于MATLAB仿真技术的自动控制原理教学改革探讨 [J], 孙铁波
4.基于Matlab的微机保护FIR滤波器的设计与仿真 [J], 杨蓓蓓
5.基于较高采样频率的MATLAB的微机保护傅氏算法仿真 [J], 韩笑;王凡;孙杰;蒋剑涛
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技术创新中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００６年第２２卷第２－１期３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６《现场总线技术应用２００例》仿真技术电力系统微机保护的ＭＡＴＬＡＢ仿真插值算法ＴｈｅＩｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍＡｎｄＩｔｓＭＡＴＬＡＢＥｍｕｌａｔｉｏｎＯｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ＇ｓＭｉｃｒｏ－ｃｏｍｐｕｔｅｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（石家庄铁道学院）张福生吴秋瑞张建成Ｚｈａｎｇ，ＦｕｓｈｅｎｇＷｕ，ＱｉｕｒｕｉＺｈａｎｇ，Ｊｉａｎｃｈｅｎｇ摘要：针对电力系统微机保护中的线路和变压器故障等情况，本文应用ＭＡＴＬＡＢ软件首先对其进行了建模、仿真，进行了不同条件下的线路和变压器不同类型的故障分析，然后针对电力系统所特有的变步长的特点，进行各种插值算法的研究。

在此基础上，对变压器保护和距离保护中主要的滤波和保护算法进行了编程实现，然后对算法的准确性和快速性进行了分析和比较。

关键词：ＭＡＴＬＡＢ；微机保护；插值算法；仿真中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｒｙａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｆｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｇｉｖｅｓｍｏｄｅｌｓｏｆｔｈｅｍａｎｄｅｍｕｌａｔｅｓｔｈｅｍｕｓｉｎｇＭＡＴＬＡＢｌａｎｇｕａｇｅ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｋｉｎｄｓｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｒｙａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ＇ａｎａｌｙｓｉｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｖａｒｉｏｕｓｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｗｉｔｈｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｓｔｅｐｓｉｚｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｅｓｙｓ－ｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇｔｈｅｍａｉｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｆｉｌｔｅｒａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｎｄｄｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒａｐｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＡＴＬＡＢ；ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｅｍｕｌａｔｅ文章编号：１００８－０５７０（２００６）０２－１－０２７２－０３１引言电力系统可能发生的故障类型比较多，常见的有短路、断相故障等。

微机继电保护算法仿真电控学院一．两点乘积算法仿真（1）m atlab中编写的程序N=12;t=(0:0.02/N:0.02)';m=size(t);y=sin(2*pi*50*t);y1=[zeros(N/4,1);y(1:m-N/4)];ym=sqrt(y.^2+y1.^2);subplot(3,2,1)plot(t,y,'r.',t,y1,'xb');legend('y(k)','y(k-T/4)');title('两点乘积算法N=12');subplot(3,2,2)hold on;plot(t,ym,'-r');axis([0,0.02,0,1.2]);xlabel('t/s');ylabel('ym');title('两点乘积算法算的有效值N=12'); text(0.01,0.6,'N=12');N=16;t=(0:0.02/N:0.02)';m=size(t);y=sin(2*pi*50*t);y1=[zeros(N/4,1);y(1:m-N/4)];ym=sqrt(y.^2+y1.^2);subplot(3,2,3)plot(t,y,'r.',t,y1,'xb');legend('y(k)','y(k-T/4)'); title('两点乘积算法N=16');subplot(3,2,4)hold on;plot(t,ym,'-r');axis([0,0.02,0,1.2]);xlabel('t/s');ylabel('ym');title('两点乘积算法算的有效值N=16'); text(0.01,0.6,'N=16');N=24;t=(0:0.02/N:0.02)';m=size(t);y=sin(2*pi*50*t);y1=[zeros(N/4,1);y(1:m-N/4)];ym=sqrt(y.^2+y1.^2);subplot(3,2,5)plot(t,y,'r.',t,y1,'xb');legend('y(k)','y(k-T/4)');title('两点乘积算法N=24');subplot(3,2,6)hold on;plot(t,ym,'-r');title('两点乘积算法算的有效值N=24'); axis([0,0.02,0,1.2]);xlabel('t/s');ylabel('ym');text(0.01,0.6,'N=24');（2）仿真出的波形（3）流程图输入信号y=sin(2*pi*50*t)m=size(t)；得到离散的两点y1=[zeros(N/4,1);y(1:m-N/4)]输出ym=sqrt(y.^2+y1.^2) N=12，即采样频率f=600HZ，原始信号离散化二．傅里叶算法仿真（1）matlab中编写的程序T=0.02;t1=0.02;N=12;Ts=T/N;t=0:Ts:4*T;y=(exp(-t/t1)-cos(2*pi*50*t));subplot(3,2,1);plot(t,y,'.r');xlabel('t/ms');ylabel('y(t)');title('输入信号N=12');a=1;i=1:N;bs=sin(2*pi*i/N);bc=cos(2*pi*i/N);ys=filter(bs,a,y);yc=filter(bc,a,y);ym=2*abs(complex(ys,yc))/N;subplot(3,2,2);hold onplot(t,ym)xlabel('t/ms');ylabel('ym');title('傅里叶算法计算的有效值N=12'); hold onT=0.02;t1=0.02;N=16;Ts=T/N;t=0:Ts:4*T;y=(exp(-t/t1)-cos(2*pi*50*t));subplot(3,2,3);plot(t,y,'.r');xlabel('t/ms');ylabel('y(t)');title('输入信号N=16');a=1; i=1:N;bs=sin(2*pi*i/N);bc=cos(2*pi*i/N);ys=filter(bs,a,y);yc=filter(bc,a,y);ym=2*abs(complex(ys,yc))/N;subplot(3,2,4);plot(t,ym)xlabel('t/ms');ylabel('ym');title('傅里叶算法计算的有效值N=16'); T=0.02;t1=0.02;hold onN=24;Ts=T/N;t=0:Ts:4*T;y=(exp(-t/t1)-cos(2*pi*50*t));subplot(3,2,5);plot(t,y,'.r');xlabel('t/ms');ylabel('y(t)');title('输入信号N=24');a=1;i=1:N;bs=sin(2*pi*i/N);bc=cos(2*pi*i/N);ys=filter(bs,a,y);yc=filter(bc,a,y);ym=2*abs(complex(ys,yc))/N;subplot(3,2,6);plot(t,ym)xlabel('t/ms');ylabel('ym');title('傅里叶算法计算的有效值N=24');（2）仿真出的波形（3）流。

基于M atlab的计算机距离保护微分方程算法仿真与研究黄景光1,董兰兰1,吕艳萍2(1.三峡大学,湖北宜昌443002; 2.武汉大学,湖北武汉430072摘要:运用M atlab完成电力系统计算机距离保护的仿真,应用了两种基于线路模型的解微分方程的阻抗算法,分析了其应用于不同参数线路时的适应性,并通过分析在考虑存在干扰和误差时的阻抗计算结果,对两种算法的稳定性进行了研究。

还对这两种算法的工程应用提出了有益的建议。

关键词:距离算法; 仿真; 适应性; 稳定性中图分类号:TM773 文献标识码:A 文章编号:1003 4897(200605 0013 040 引言距离保护诞生近一百年了,理论分析及长期的运行经验都证明了距离保护具有很好的选择性和可靠性,因此,距离保护往往被选作电力系统中低压输电线路主保护。

在继电保护的计算机时代,人们可以根据具体应用情况在众多距离保护方案和算法中做出选择,以求实现包括保护的选择性、速动性、灵敏性、可靠性和经济性等整体性能的最优。

先确定距离保护的阻抗算法,然后配以适当的滤波器和其他信号处理方法,而整体方案必须经过严密的理论分析、仿真试验、动模试验和试运行后,才能确定下来。

距离保护的阻抗算法很多,有各种基于电压电流计算的阻抗算法(如傅里叶算法、最小二乘算法、卡尔曼滤波算法等、基于阻抗元件动作特性采样值算法、基于线路模型的解微分方程算法等几大类。

这些算法各有自己的优点和适宜应用的条件,分析各自的特点、研究其适应性,对获得算法乃至整个保护良好的选择性和可靠性等有很大帮助。

本文就基于线路模型的解微分方程算法进行仿真分析,并对其适应性和稳定性展开研究。

1 距离保护的解微分方程算法电力系统高压输电线路往往以距离保护作为其主保护之一,计算机距离保护的阻抗算法很多,解微分方程算法直接求解输电线路模型的微分方程计算短路阻抗,因此被广泛采用。

根据输电线路的模型,距离保护解微分方程算法通常又分为R-L模型算法和单模型算法。

基于MATLAB的微机保护算法和负序电流算法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。

目录引言 (1)1 MATLAB简介 (1)2 微机保护算法 (4)2.1 概述 (4)2.2 基于正弦函数模型的算法 (5)2.2.1 半周积分算法 (5)2.2.2 采样值和导数算法 (8)2.2.3 正弦曲线拟合算法 ............................................................. 错误!未定义书签。

2.3 小结 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

3 基于MATLAB语言的负序电流通用计算法....................................... 错误!未定义书签。

3.1 负序电流通用计算法 ................................................................... 错误!未定义书签。

1432021年6月总第363期ISSN1672-1438CN11-4994/TMatLab 在微机保护课程实践教学中的应用高爱云广东水利电力职业技术学院 广东广州 510635摘 要：实践教学是高职教育培养高素质技术技能人才的重要环节，电力专业可采用仿真和实物两种方式开展实践教学。

运用MatLab 仿真软件分析了模拟低通滤波和数字滤波。

结果表明，运用MatLab 可以进行微机保护课程实践教学，使得学生直观理解抽象的理论知识，提高了学生运用仿真软件分析解决微机保护相关问题的能力。

关键词：实践教学；MatLab ；模拟低通滤波；数字滤波作者简介：高爱云，工学硕士，副教授。

1 研究背景微机保护课程是电力专业的核心课程，与继电保护课程相比，由于微机保护课程涉及微机技术的相关知识，因此，对于高职学生而言，微机保护课程学习难度较大。

其教学内容可分为通用模块和保护原理模块，通用模块主要包括微机保护硬件和软件，而保护原理模块则具体介绍线路保护、变压器保护、发电机保护等的原理、整定、逻辑、调试等内容。

根据专业人才培养方案和课程特点，微机保护课程的教学方法包括理论讲授和实践两部分。

高职学生大多数逻辑思维能力和抽象思维能力较弱，但动手能力较强，所以实践教学就变得尤为重要，既可以培养学生的技能，又可以加深学生对理论知识的理解。

实践教学是培养学生电力安装、运维、检修、调试等生产技能的重要环节，而目前高职院校实践教学普遍存在实践课时多、学生数量多、实验实训设备少、场地有限等问题[1]，因此，仿真实践教学成了实物实践教学的有力补充。

对于保护原理模块而言，学生可通过继电保护调试仪对保护进行调试而理解保护的动作逻辑和原理；但对于通用模块而言，调试仪优势不明显或无法直观体现，而运用MatLab 等专业仿真软件，则可以很好地将抽象的理论知识直观化[2]。

学生运用MatLab 的Simulink 或者简单的编程语句就可以对通用模块进行仿真，既加深了学生对硬件和软件的认知，又提高了学生的计算机能力。

一种基于matlab的仿真方法及装置的制作方法专利名称：一种基于matlab的仿真方法及装置的制作方法技术领域：本发明涉及计算机仿真领域，尤其涉及一种基于MATLAB的仿真方法及装置。

背景技术：MATLAB是矩阵实验室的简称，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及控制仿真等，尤其是近年来，MATLAB中的SMULINK在控制系统仿真、分析和设计方面得到了广泛应用。

然而，目前在使用SMULINK进行仿真时，仿真的结果在仿真结束后才能够显示，而在仿真的过程中，中间仿真数据是不被显示的，因而不能实时显示仿真结果，用户也就不能够对仿真的中间数据进行观察。

发明内容有鉴于此，本发明提供了一种基于MATLAB的仿真方法及装置，目的在于解决现有的MATLAB仿真中不能实时显示仿真结果的问题。

一种基于MATLAB的仿真方法，包括按照预设的第一采样周期，保存仿真过程中的中间数据；按照预设的第二采样周期，将所述中间数据进行显示。

优选地，所述保存仿真过程中的中间数据包括依预设的格式保存所述仿真过程中的中间数据。

优选地，所述将所述中间数据进行显示包括依据所述中间数据，在所述MATLAB中的图形用户界面进行绘图。

优选地，所述第一采样周期和所述第二采样周期共用一个仿真时钟标准。

优选地，在按照预设的第一采样周期，保存仿真过程中的中间数据之前，还包括配置仿真模型的初始化参数，并发出仿真指令；依据所述仿真指令开始仿真。

一种基于MATLAB的仿真装置，包括保存模块，用于按照预设的第一采样周期，保存仿真过程中的中间数据；显示模块，用于按照预设的第二采样周期，将所述中间数据进行显示。

优选地，所述显示模块包括绘图单元，用于依据所述中间数据进行绘图；图形用户界面，用于显示所述绘图。

优选地，所述装置还包括初始化单元，用于配置仿真模型的初始化参数，并发出仿真指令；触发单元，用于依据所述仿真指令开始仿真。

本发明实施例所述的基于MATLAB的仿真方法及装置，在仿真的过程中，依据预设的采样周期，对仿真的中间数据进行保存，并对保存的数据进行显示，通过调整采样周期，可以实现对仿真过程中的数据进行实时显示，因而有利于用户对中间数据进行观察。