[发明专利]用于智能变电站数字化保护的低通滤波器设计方法

摘要

一种基于Tukey窗函数的数字低通滤波器设计方法，用于智能变电站数字化保护中限制原始信号频带，防止插值、抽取过程的频率混叠，还可以用于与基于正弦信号模型的相量快速提取算法和直接使用采样值判据的保护算法相配合。首先确定Tukey窗函数时域宽度2Tc，继而确定截止频率fc=1/Tc；固定fc不变，再根据采样频率fs，可确定低通滤波器的最大长度为nmax=2fs/fc，任取低通滤波器的长度为N，且满足N≤nmax，最终得到所设计的滤波器的系数为。按照本发明方法设计的滤波器在群延迟和暂态时延性能均优于传统窗函数法设计的滤波器。

主权项

一种用于智能变电站数字化保护的低通滤波器设计方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）设定Tukey窗函数的时域宽度为2Tc，并取fc=1/Tc，fc为滤波器的截止频率，则Tukey窗函数的时域表达式可表示为：(1)；（2）根据冲击响应不变法，可将公式(1 )所示的h(t)作为滤波器的单位冲击响应函数，通过对h(t)采样得到数字滤波器的单位冲击响应序列h(n)：(2)；其中，Ts为智能变电站中合并单元的采样时间间隔，也就是数字化保护接收到的SV数据的采样时间间隔；fs为采样频率，且有fs=1/Ts；n的取值为1≤n≤N，此范围以外的n取h(n)=0，N为本设计方法中任意设定的滤波器长度，设定原则见第（4）步；（3）定义低通滤波器的最大长度为nmax=2fs/fc，固定Tukey窗函数的时域宽度2Tc和fc=1/Tc后，根据采样频率fs可确定低通滤波器的最大长度为nmax；（4）所设计的低通滤波器的长度为N，N取满足N≤nmax的任何正整数；（5）选定滤波器的长度N后，得到所设计的滤波器的系数：(3)。