研究新型继电保护算法，迅速、准确地从故障信号中提取出所需的稳态与暂态分量，对于开发继电保护新原理，提高继电保护动作速度与可靠性具有十分重要的意义。目前常用的算法，如傅立叶变换算法、最小二乘算法等，由于需要滤除非周期分量与高频暂态分量，从理论上不可能在一个周波(20ms)以内准确地得到工频稳态分量的幅值与相位，因此，在实际应用中不能保证保护装置在一个周波以内可靠动作。本文将Prony算法应用于电力系统故障信号的分析处理，利用一个稳态工频分量和若干按指数规律衰减的非周期分量和高频分量拟合故障信号，使用故障后半个周波以内的数据，可以准确地提取工频稳态分量与暂态分量，使继电保护动作速度大为提高。本文在介绍常用的电力系统故障计算方法的基础上，对故障信号特征进行了分析。介绍了常用的故障信号处理算法，指出了这些算法在应用中存在的问题。详细阐述了Prony算法的基本原理、应用方法与衡量拟合精度的指标。提出了利用Prony算法拟合故障信号的方法。详细介绍了信号模型阶数、数据窗长度、采样时间间隔等参数的选择方法，并对这些参数选择的合理性进行了分析。分析了噪声信号和非线性对Prony算法的影响。利用EMTP-ATP对电力系统故障进行了建模和仿真，利用EMTP-ATP输出数据对Prony算法进行仿真研究。理论分析及大量的算例仿真表明，利用Prony算法可以在故障发生后半个周波的时间内有效提取工频稳态分量和其它暂态分量。基于Prony算法可以利用故障发生后半个周波内的数据准确地求出故障信号中的工频稳态分量和其它暂态分量。但Prony算法计算量很大，以目前微机保护的处理能力，实际应用中还难以真正在故障后半个周波内完成计算。需对Prony算法进一步改进，减少计算量，使其能够获得实际应用，把继电保护装置的动作速度提高到半个周波以内。