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本课题的主要工作是研究继电保护中常用的三种保护算法,即全波傅氏算法、最小二乘算法和卡尔曼算法的硬件实现,包括对算法的分析、改进、仿真和实现,重点是研究这三种算法的FPGA实现。
论文对继电保护中常见的几种算法进行了各个方面的分析,不仅仅是对算法的精度和速度进行了研究,还包括其收敛性能、算法稳定性和系数的复杂性等。通过这几方面的深入分析,比较各个算法的优劣,从中选出全波傅氏算法、最小二乘算法和卡尔曼算法,分别进行处理、改进和优化,使得他们能适合FPGA实现。同时,系统地分析了FPGA的硬件技术特性(并行处理、流水线、乘.累加特性等),比较了FPGA与DSP处理器的性能特点,指出了FPGA在实现DSP算法及其系统方面的独特优势。并且基于Altera公司Cyclone系列EP1C12Q240C8芯片,实现三种算法,分析各算法的运算速度和误差。最后,对基于这三种算法的完整继电保护装置的FPGA设计作初步展望,并分析下一部工作重点。