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    以DSP为基础的高压配电系统协调控制研究

    时间:2023-07-02 10:00:06来源:百花范文网本文已影响

    孙佳男

    (国网丹东市供电公司,辽宁 丹东 118000)

    确保电力系统运行的安全性是十分重要的。在高压配电系统中,电能会在变电、输电与发电之后直接进到电力转换环节。配电系统的定义就是其电压会自降压配电变电站中输出出来,然后配电线路会把所输出的电压送到用户端。在配电系统中,故障发生频繁,主要故障有变电站中配电设备发生故障与输电线路发生故障。当有故障出现在固有高压配电系统时,会马上保护开关与断路器,然后把故障线路切断,有关人员按照所切断的故障线路,来逐一排查,这样不但会消耗不小的无力与人力,还对电能供给的正常性有很大的影响。DSP芯片技术与传感器技术通过对DSP数字信号所具有的处理能力的使用,就能实时采集站中电力设备的运行情况,当有故障出现之后,就能马上对故障点进行定位,能够当作检修的依据,把管理效率提高,使所耗费的物力与人力降低[1-2]。

    电力系统包括的环节较多,主要有发电环节、输电环节、变电环节、配电环节以及用电环节等,在这些环节中距离用户最近的环节就是配电环节,配电环节对安全稳定运行十分重要,会对广大用户的安全稳定运行产生直接影响[3]。就高压配电系统而言,其所包含的电气设备主要有高压熔断器、断路器、隔离开关以及避雷器等。就传统的高压配电系统保护情况来看,当系统出现故障时,虽然也有布设的断路器或隔离开关及时断开来进行安全保护,但无法在发生故障前提前发现问题,对此,研究基于DSP的高压配电系统协调控制系统也显得越来越重要。

    依据电压等级,把配电系统分成了低压配电系统、中压配电系统及高压配电系统。并且对应的电压等级是220 V和380 V、10 kV和6 kV、110 kV、63 kV和35 kV。图1为配电系统结构图。

    图1 配电系统结构图

    从图1中能够发现,总降变电会把高压配电系统的电压直接转为6~10 kV,继而车间变电所就把其电压直接转为380 V或220 V。在本文中,高压配电系统就是所设计出的配电系统,最关键电气设备中包括避雷器、隔离开关、断路器及高压熔断器等。上述几种电气设备运行的稳定性与安全性是十分重要的,经过对上述电气设备全部电气参数进行检测,就能当做协调系统,使智能化控制高压配电系统得以实现[4-5]。

    2.1 DSP的介绍

    数字信号处理又称为DSP,DSP是芯片被TI公司所研发,性价比比较高。型号为TMS320F28335的DSP用于本文中,该型号DSP的浮点运算有32位,有150 MHz的运算速度,在里面有比较高的集成度,存储单元分别是ROM存储单元与SRAM存储单元,且分别是256 K×16位与34 K×16位;
    对FLASH进行外部扩展的功能也是存在的,具有512 K×16位的扩展;
    DAC、ADC、百兆以太网等单元也是存在的,能够很好地控制其协调控制系统,使系统控制与数据采集得以实现。

    2.2 协调控制系统基本框架

    该系统会检测其电气设备正常运行的参数,且电气设备主要是避雷器、高压断路器。电机电流的储能、形成触头的时间与分合闸线电流构成了断路检测的参数。介质损耗的因数、全电流、阻性电流构成了避雷器检测参数。图2为协调控制系统的框架。

    图2 系统架构图

    从图2中能够发现,避雷器与断路器所具有的电气特征被其所采集,继而在传至监测终端,监测终端在对数据进行处理;
    计算DSP就能把现场避雷器与断路器所运行的数据给得出来,还要分析数据,对现在电气设备所运行的情况进行判断,可以保证供给给其协调控制系统的所有数据是有效的;
    于此同时,现场的RS-485总线会把所采集到的全部数据直接传输至后台的服务器中来显示[6-7]。

    3.1 硬件结构的设计

    在本文中,最主要的处理器就是DSP,传感器会把其避雷器与断路器中的所有运行参数进行采集,二者运行的状态会被DSP进行计算。图3为硬件结构图。

    图3 硬件结构图

    从图3中能够发现,GPS对时电路、RS-485通信电路、程序加载电路、DSP电路、复位电路、电源电路、晶振电路、晶振电路、信号处理电路、现场传感器构成了硬件方案。能够获取模拟量的是现场传感器,数字化转换电路与信号处理电路来数字化转换与处理模拟信号,经过DSP的计算,最终得出了可以体现出设备正常运行情况的所有数据,现场的RS-485总线会把其直接输送至后台的服务器中,可以保证供给给其协调控制系统的所有数据是有效的,有预警作用,发现问题,对设备检修进行指导。

    3.2 流程软件程序的设计

    当所设计的硬件结构完成之后,就要设计软件程序的流程。当上电运行该系统之后,第一步要做的操作就是初始化系统,使参数配置得以完成;
    第一步就是等着采集书记,当采集数据初期,还要对采样时间进行等待,且是同步的,继而对数据进行采集;
    在计算所采集的数据之后,把采样标志复位,使此次的数据采集得以完成,数据采集会被现场的RS-485总线直接传输至后台的服务器内。图4就是软件程序流程图。

    图4 软件程序流程图

    以DSP高压配电系统协调控制系统为基础,介绍了高压配电系统的分类与组成、其框架与功能,提出了系统基本框架组成,设计了系统的软件与硬件程序。其电气设备正常运行的参数被协调控制系统采集出来,电气设备包括避雷器与断路器等,当作其数据依据。在设计协调控制系统时,可以把数据提供给配电系统,使高压配电系统运行得更加稳定与安全。

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