電力系統雙微機自動準同期裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力電子領域，涉及一種電力系統雙微機自動準同期裝置。
【背景技術】
[0002]同期并列是電力系統中經常進行的一項重要操作。發電廠在系統正常運行時，隨著負荷的增加，要求備用發電機迅速投入系統，以滿足用電量增長的需求；在系統發生事故時，會失去部分電源，要求備用機組快速投入電力系統制止系統崩潰。在變電所，同期操作可以使系統中分開運行的線路斷路器正確投入，實現系統并列運行，以提高系統的穩定、可靠運行及線路負荷的合理、經濟分配。
[0003]同期并列的理想條件是并列斷路器兩側電源電壓的三個狀態量全部相等，即待并側頻率與系統側頻率相等；待并側電壓與系統側電壓幅值相等；相角差為零。
[0004]壓差和頻差的存在將導致并網瞬間，并列點兩側會出現一定的無功功率和有功功率的交換。電網和發電設備，一般都具有承受一定功率交換的能力。相比而言，相角差的存在會給斷路器兩側帶來更多的傷害，嚴重時會誘發次同步諧振。因此，一個好的同期裝置應確保在相角差為零時完成并網。
[0005]隨著電力系統容量及發電機單機容量的不斷增大，不符合同期條件的并列操作將會帶來極其嚴重的后果。對同期操作進行研究，提高同期并列操作的準確性、快速性和可靠性，對于系統的可靠運行具有很大的現實意義。另外，隨著變頻器的廣泛使用，電網中的諧波越來越多，現有同期裝置容易受諧波干擾，造成運行誤差。
【發明內容】
[0006]為克服有同期裝置容易受諧波干擾，造成運行誤差的技術缺陷，本發明公開了一種電力系統雙微機自動準同期裝置。
[0007]本發明所述電力系統雙微機自動準同期裝置，包括輸入接口和輸出接口，還包括DSP芯片，以及與DSP芯片連接的電壓變換模塊和濾波整形模塊，所述DSP芯片還分別連接上位機和MCU，所述MCU與輸入設備和顯示設備連接。
[0008]優選的，所述DSP芯片通過RS485通訊接口與上位機連接。
[0009]優選的，所述DSP芯片通過串行總線與MCU連接。
[0010]優選的，所述DSP芯片為DSP56F807。
[0011]優選的，所述電壓變換模塊為TPS65130。
[0012]優選的，還包括與DSP芯片連接的RS232接口。
[0013]采用本發明所述的電力系統雙微機自動準同期裝置，能實現快速交流采樣，確保同期裝置快速、平穩地將發電機電壓、頻率調節到允許值，在頻差、壓差滿足要求后，計算相角差并對合閘導前角進行預測，可快速、準確地捕捉到同期點，實現發電機與電網準確、快速、可靠的自動準同期并列操作。
【附圖說明】
[0014]圖1示出本發明一個【具體實施方式】示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0016]本發明所述電力系統雙微機自動準同期裝置，包括輸入接口和輸出接口，還包括DSP芯片，以及與DSP芯片連接的電壓變換模塊和濾波整形模塊，所述DSP芯片還分別連接上位機和MCU，所述MCU與輸入設備和顯示設備連接。
[0017]如圖1所示給出本發明一個【具體實施方式】，采用雙CPU設計，即DSP與MCU的方式。前者作為裝置的主CPU，其任務是采樣，識別、調節和捕捉同期。后者是裝置的輔CPU，承擔了人機交互和閉鎖同期的功能。兩者之間通過串口進行通訊。輔CPU閉鎖相角的功能是為了防止主CPU故障而導致誤發合閘令。這類似于原來單CPU的準同期裝置的合閘回路串聯一個同步檢查繼電器，避免發電機在大相角差時并網。從這一點來說，二者構成了一個表決系統。
[0018]這種雙CPU系統設計對系統任務并行處理的方式，能充分利用DSP強大的運算能力和豐富的外圍接口以及MCU較強的控制能力，更有效地發揮DSP的功效和MCU的特長，這無疑是高性能低成本的系統；同時這種結構又可以保證系統資源上一定程度的冗余，使得今后系統功能的升級和改進變得容易。
[0019]本裝置選用Motorola公司的16位定點處理器DSP56F807為微處理器，它在80MHz的時鐘頻率下可達40MIPS的指令執行速度。片內存儲器分為程序Flash、程序RAM、數據Flash、數據RAM和BOOT Flash ;還集成了 4個16位的定時器單元，每個定時器單元又包括4個定時器/計數器；2個異步串行通信接口和一個控制器局域網模塊CAN2.0A/B、4X4路12位A/D轉換模塊，實現了完全的單片化。
[0020]同期裝置通過硬件測頻回路計算兩側電壓的頻率；跟蹤頻率交流采樣，采用傅氏算法求出電壓有效值；把兩路硬件測頻回路相異或，異或輸出信號的寬度反映了兩交流信號相角差的變化情況。裝置中引入了啟動、無壓使能、斷路器輔助節點和16個對象選擇開入信號，輸出合閘，增速、減速、升壓、降壓等開出信號。
[0021]由于同期裝置用于環境惡劣的工業場合，因此，是否具有良好的抗干擾能力是衡量其性能的重要指標。本裝置的硬件設計針對各種干擾源進行了設計。例如，針對輸入線路引入的諧波干擾和尖峰干擾。本裝置采用了帶隔離功能電壓型PT，不但可以使信號得到隔離，而且可以防止高頻信號進入回路。對頻率測量回路，使用了施密特觸發器對波形進行整形，以達到增加觸發沿的陡度，減弱沿的抖動，改善邊沿質量，從而防止了對單片機的誤觸發。并且對輸入的PT信號進行了低通濾波。針對輸出回路的抗干擾，裝置內部對升降壓、加減速、合閘和故障輸出使用光隔進行隔離。
[0022]本發明中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。
[0023]前文所述的為本發明的各個優選實施例，各個優選實施例中的優選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優選實施方式為前提，各個優選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數僅是為了清楚表述發明人的發明驗證過程，并非用以限制本發明的專利保護范圍，本發明的專利保護范圍仍然以其權利要求書為準，凡是運用本發明的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.電力系統雙微機自動準同期裝置，包括輸入接口和輸出接口，其特征在于，還包括DSP芯片，以及與DSP芯片連接的電壓變換模塊和濾波整形模塊，所述DSP芯片還分別連接上位機和MCU，所述MCU與輸入設備和顯示設備連接。2.如權利要求1所述電力系統雙微機自動準同期裝置，其特征在于，所述DSP芯片通過RS485通訊接口與上位機連接。3.如權利要求1所述電力系統雙微機自動準同期裝置，其特征在于，所述DSP芯片通過串行總線與MCU連接。4.如權利要求1所述電力系統雙微機自動準同期裝置，其特征在于，所述DSP芯片為DSP56F807。5.如權利要求1所述電力系統雙微機自動準同期裝置，其特征在于，所述電壓變換模塊為 TPS65130。6.如權利要求1所述電力系統雙微機自動準同期裝置，其特征在于，還包括與DSP芯片連接的RS232接口。
【專利摘要】本發明所述電力系統雙微機自動準同期裝置，包括輸入接口和輸出接口，還包括DSP芯片，以及與DSP芯片連接的電壓變換模塊和濾波整形模塊，所述DSP芯片還分別連接上位機和MCU，所述MCU與輸入設備和顯示設備連接。采用本發明所述的電力系統雙微機自動準同期裝置，能實現快速交流采樣，確保同期裝置快速、平穩地將發電機電壓、頻率調節到允許值，在頻差、壓差滿足要求后，計算相角差并對合閘導前角進行預測，可快速、準確地捕捉到同期點，實現發電機與電網準確、快速、可靠的自動準同期并列操作。
【IPC分類】H02J3/40
【公開號】CN105529745
【申請號】CN201410570292
【發明人】黃磊
【申請人】黃磊
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年10月23日