电力系统微机继电保护于群第2章节微机保护中数字滤波器分析.pptVIP

第2章 微机保护中数字滤波器分析 例题： 图2-8 级联滤波器的幅频特性 (a) 减法滤波单元；(b) 积分滤波器单元；(c)(d) 级联滤波器 图2-9表示了具有两个极点，一个零点的系统以及它的频率响应： 2.4.2 零、极点配置方法 数字滤波器的差分方程系数必须为实数 在平面上的零点或极点除是实数外，其余必须共轭成对出现。 为了保持滤波器的稳定，极点的极径 r（极点到原点的距离）必须小于 1； 零点的极径虽不受此限制，但为使衰减最大，常把零点设置在单位圆上，即极径等于1。 为了合理地设置零、极点，必须首先弄清楚在平面单位圆上各次谐波对应的位置。 尚辅网 / 第2章 微机保护中数字滤波器分析 2.1 概述 采集到的实际信号 其中： 有效信号; 干扰信号 为了得到有效信号，消除干扰信号，就必须对原始的实际信号进行滤波处理。在电力系统微机保护中，一般要先经过数字滤波，以取得信号中的有用分量去掉无用分量。 数字滤波器没有物理器件，它具有模拟滤波器不可比拟的优点： (1) 滤波器的性能稳定。 (2) 具有高度的灵活性。 (3) 无阻抗匹配的问题。 (4) 可方便地做到分时复用。 数字滤波器的框图 2.2 数字滤波器的基本知识 2.2.1 数字滤波器的概念 数字滤波器是实现滤波过程的一种数字信号处理系统，具有离散时间系统的基本特征。它主要通过以下方式实现： 软件实现方式：滤波程序或算法； 硬件实现方式：滤波器由数字部件连接而成，或由专用信号处理 器（DSP）芯片构成 2.2.2 数字滤波器的表示方式 差分方式表示 传递函数表示 单位冲激响应 频率特性（频率响应） 数字网络表示 方块图表示 信号流图表示 方块图表示 信号流图表示 2.2.3 数字滤波器的类型 按频率特性划分 数字滤波器可分为低通、高通、带通和带阻滤波器等。 按冲击响应划分 无限长冲击响应 （IIR, Infnite Impulse Response）数字滤波器； 有限长冲击响应 (FIR, Finite Impulse Response ) 数字滤波器。 按结构特点划分 递归型：数字滤波器带有反馈环路的结构； 非递归型：数字滤波器没有反馈回路的结构。 2.2.4 数字滤波器的主要性能指标 频域特性 为滤波器的幅频特性； 为滤波器的相频特性， 时延与计算量 时间窗 数据窗 时延（暂态时延） 计算量 2.3 简单数字滤波器 2.3.1 减法滤波器（差分滤波器） 差分方程为 减法滤波器幅频特性 幅频特性为 2.3.2 加法滤波器 差分方程为 幅频特性为 加法滤波器的幅频特性 2.3.3 积分滤波器 差分方程为 幅频特性为 积分滤波器幅频特性 2.3.4 加减法滤波器 差分方程为 幅频特性为 为奇数 加减法滤波器的幅频特性 为偶数 加减法滤波器的幅频特性 2.3.5 简单滤波器的共同特点 运算简单 梳状频谱 时延反比于m 有限冲激响应 2.3.6 简单滤波单元的组合 当微机保护算法需要使用选频带通滤波器时，可以把具有不同特性的简单滤波单元级联起来，以得到预期的滤波特性。数字滤波器的级联，类似于模拟滤波器的串联，即把前一滤波单元的输出作为后—滤波单元的输入，一个由m个简单的滤波单元组成的级联滤波器的转移函数可示为 幅频特性、相频特性和时延特性分别为 2.4 零、极点配置法设计数字滤波器 2.4.1 零、极点对系统频率响应的影响 N阶数字滤波器的转移函数一般表达式为 幅频特性为 相频特性为 零、极点位置对系统频率响应的影响