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随着电力系统的高速发展,电力系统在容量、规模、电压等级上不断提高给继电保护技术提出了更高的要求。如今,继电保护已经进入了信息技术领域,这是计算机技术、通信技术、数字信号处理技术综合发展的结果。其中,数字信号处理是实现微机保护的核心技术。微机保护是利用计算机实现故障量的测量、分析和判断,而运算的基础是若干个离散的、量化的数字采样序列。由此可以看出,微机保护的核心问题就是寻找合适的离散运算方法,在满足工程要求的同时,计算耗时又尽可能短。数学形态学是继传统的傅里叶分析和小波分析后又一个数字信号处理工具。它完全在时域对信号的波形进行分析处理,并不涉及频域分析,处理只取决于信号的局部特征,而且形态变换只包含加、减和比较运算。此外,数学形态学计算简单,并行快速,时延小,易于硬件实现,有很大的实用价值。本文主要对数学形态学在电力系统继电保护的应用进行了研究,首先介绍了数学形态学的产生、发展及其在电力系统各领域中的应用现状。由数学形态学的开、闭运算构建了三种形态学滤波器,并详细分析了形态滤波器在电力系统常见几种噪声情况下滤波效果。仿真结果表明,对于电力系统中常出现的噪声干扰,经形态滤波器的处理后,一致性系数都大大降低了,选择合适的结构元素形状及长度可以有效地消除噪声干扰。本文提出了基于多分辨形态梯度的输电线路方向保护。该方案首先利用形态混合滤波器滤除信号中的噪声,接着用多分辨形态梯度变换提取电压、电流初始行波的极性,从而实现故障方向的判断。仿真结果表明,在一些特殊情况下,如近区故障、过渡电阻和小初始角故障的情况下,仍有较好的稳定性。文本还提出了一种基于形态梯度的故障选相算法。首先,分析了暂态电流在各种故障类型下的故障特征。在相模变换后,经过形态梯度变换对各模量进行处理,根据处理的结果进行故障选相判断。仿真结果表明,该算法可以准确、快速的判断所有故障类型。