基于DSP的变电站电压和无功综合自动控制

基于DSP的变电站电压和无功综合自动控制

陈岗[1]2002年在《基于DSP的变电站电压和无功综合自动控制》文中进行了进一步梳理自20世纪80年代初DSP芯片诞生以来,DSP芯片在短短的十多年时间里得到了飞速的发展。随着DSP芯片性能价格比和开发手段的不断提高,DSP芯片已在通信与信息系统、信号与信息处理、自动控制、医疗、家电等许多领域得到广泛的应用。本文提出了一种采用TI(德州仪器公司)的TMS320F240芯片为CPU构成的系统对变电站电压和无功进行自动控制的方案。 该系统以MAX125对变电站副边母线进行叁相无相位差采样,得到电压、电流的瞬时值。用单片DSP芯片作为整个系统的CPU,完成电压、无功有效值的计算,进而判断电压和无功是否越限。如不越限,继续监控;如越限,则求解调控策略。此外,作为整个系统CPU的DSP芯片(TMS320F240)还承担控制接口电路、与上位机通信的工作,以便输出控制策略进行实际调控和把变电站当前的运行状况、所采取的控制策略上传给上位机,并且可以接受上位机的指令,转而执行来自上位机的指令。 调控策略上,本系统综合升、降变压器分接头和投、切电容器这两种调控手段,采用了计及多因数的模糊线性规划法来研究基于DSP(TMS320F240)的变电站电压、无功的实时控制。用这种方法,可以求得变电站电压、无功控制策略的最优解,实现较理想的变电站电压和无功的自动控制。

李宁宁[2]2010年在《基于DSP的变电站电压无功控制方式的研究》文中研究说明电压是衡量电能质量的一项重要指标,关系到电网的安全稳定运行,因此,保证电压质量合格是电力系统安全优质供电的重要条件。无功补偿是保证电网高质量运行的一个重要手段,也是电力系统研究领域的重大课题之一。我国与世界上的发达国家相比,在供电质量和供电稳定性方面还有较大差距,因此变电站电压无功综合控制方式的研究是一个值得关注的实际课题。本文通过分析无功功率平衡和电压水平的关系,认识到了电力系统电压调整的复杂性,然后讨论变电站电压无功控制的原理,在着重分析工程中使用较多的传统九区图控制策略缺陷的基础上,提出了全新的控制方法,该方法以九区图为基础,在容易引起频繁动作的边界上采用BP前向人工神经网络的智能性,进行变压器分接头调节和电容器的投切,充分利用了BP网络的预测功能减少装置在九区图边界区域上动作的盲目性,从而大大降低有载调压变压器分接头调节。系统硬件设计方面,本系统采用的控制芯片是TI公司生产的TMS320LF2407,系统的主要模块包括:信号输入模块、主控模块、通信模块、显示模块、状态指示模块和键盘模块,文中详细叙述了各模块的设计方案和工作原理,系统具有自动采样计算、无功自动调节、重要参数实时设置、故障报警、数据通信等功能。系统软件设计方面,本文使用C语言编程,利用TI公司提供的Code Composer Studio集成调试环境下进行编译调试。本文遵循模块化的编程思想,整个软件根据所要完成的任务,分为四个模块:数据采集模块、液晶显示模块、键盘控制模块和串行通信模块。文中详细叙述了各个任务模块的任务的划分、程序流程和重要的函数。本文所设计的智能无功调节器已经过了MATLAB的初步仿真实验,运行结果表明该控制器软硬件设计合理可行,能够达到了预期的功能要求。

李文炜, 陈岗, 彭建辉[3]2004年在《DSP+PLC实现无人变电站电压和无功模糊自动控制策略》文中指出从中小型变电站的数学模型入手,通过数学模型地推导,指出单一的PLC控制在无人变电站控制决策中无法高速处理数据的局限,由此提出以DSP+PLC主从式结构实现无人变电站的电压和无功模糊智能自动控制策略。具体介绍了采用DSP为计算核心完成基于模糊边界的电压无功九域图控制策略判断,由PLC完成具体电气控制操作的实施方案。

芦洪涛[4]2005年在《新型变电站电压无功综合控制系统研究》文中提出变电站综合自动化,电网调度自动化和区域网电压无功优化控制的发展,对变电站电压无功综合控制系统(VQC)提出了越来越高的要求。本文从变电站电压无功优化控制和提高变电站综合自动化水平着眼,对变电站电压无功控制应用方面的问题进行了研究,并在MCVQ-1型电压无功控制装置的基础上进行了新型变电站电压无功综合控制装置的研制工作。 首先简要回顾电压无功控制的发展概况,着重分析并指出了变电站电压无功控制装置的实现方式及现有电压无功控制装置的缺陷;通过理论分析,在讨论电力系统电压、无功调节特点以及电压无功总体控制原则的基础上讨论了变电站电压无功控制特性以及控制原理,给出了变电站电压无功的控制规律;考虑了变压器分接头的变化及电容器组的投切对无功和电压的综合影响,提出将基于模糊边界的电压无功调节判据应用于新型控制装置,针对电压、无功的各种运行控制区域给出了相应调节策略;从理论上分析了谐波与并联电容器的相互影响,从电压无功装置的角度提出防止变电站谐波放大的措施。 随着计算机技术、通信技术以及变电站自动化、调度自动化水平的提高,区域电网电压无功优化控制的实现已成为可能,本文就实现电压无功优化控制的两种方式进行了比较,提出分布式电压无功优化控制系统更适合目前电网运行。结合区域网电压无功优化控制和变电站自动化系统的实际要求,对调度与VQC通信内容进行了讨论,提出了VQC通信的内容及数据结构,制定了VQC与调度端的通信规约,并在MCVQ-1型电压无功控制装置上实现了通信功能。 最后本文在MCVQ-1型电压无功控制装置的基础上,提出了面向分布式电压无功优化控制系统的AVR+DSP的新型变电站电压无功综合自动控制装置的研制,给出了具体的软硬件设计方案。由AVR单片机作为系统主CPU,承担系统的控制任务,完成对外围电路和人机接口的控制,处理外部中断,并完成与上位机的通信功能;采用数字信号处理器(DSP)TMS320F240作为从CPU,承担系统主要数据采集和处理任务;采用交流采样,得到高精度的测量结果,能够自动实时测量电网的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和谐波含

李文炜, 王起文, 彭建辉[5]2004年在《DSP+PLC主从结构实现电压和无功模糊控制策略》文中进行了进一步梳理从中﹑小型变电站的数学模型入手,通过数学模型地推导,指出单一的PLC控制在无人变电站控制决策中无法高速处理数据的局限,由此提出以DSP+PLC主从式结构实现无人变电站的电压和无功模糊智能自动控制策略。具体介绍了采用DSP为计算核心完成基于模糊边界的电压﹑无功九域图控制策略判断,由PLC完成具体的电气控制操作的实施方案,并且详细介绍了DSP和PLC之间的通信实现。

李慧星[6]2005年在《基于模糊—粗糙理论的变电站电压无功控制》文中研究说明本文在对无功电压调节控制技术发展和应用的研究上,针对现阶段普遍普遍应用的九区图控制法的缺陷,结合变电站电压无功控制的实践经验,在力求实用化的原则上设计了无功电压控制的模糊推理系统,设计中使用了MATLAB作为辅助工具。推理系统对于电压-无功平面分区进行了模糊分区,减少了由于测量值的微小变化引起运行点在相临区域之间的震荡,从而减少了不必要的电容器投切。并根据电容器组运行状态为每次投切指定了动作时间延迟,保证了电容器动作能躲开瞬时负荷的干扰,使投切更加合理化。在设计上充分参考了变电站实际工作人员的操作经验,使该控制系统更加切合实际使用的要求。在控制策略上,本文针对模糊理论的“瓶颈”模糊控制规则的确定问题,引入了粗糙集理论,讨论了模糊集和粗糙集这两种理论的互补性,提出了将二者结合起来应用于无功电压控制,进一步改善模糊控制的性能,使之更切合现场需要。 在电压无功控制器的硬件设计中用DSP(TMS320LF2407)代替传统的单片机进行数据处理,并使用MAX125代替了F2407的片内A/D,实现了数据同步采样分析,从而保证了控制的及时、准确性。 基于现场数据对所构建的系统进行了仿真分析,证明了本系统的正确可用性。

王磊[7]2004年在《一种新型电压无功综合控制装置的研制》文中指出变电站电压无功综合控制装置通过调节变压器分接头和控制投切电容器组实现局部电压无功就地综合优化控制,它是电力系统电压调整和无功优化分配的重要手段,对提高电能质量,保证电力系统安全、经济运行意义重大。 针对目前大多数电压无功综合控制装置采用“九区图”控制原理的不足,解决变电站电压无功综合控制中补偿电容器投切和变压器分接头升降调节频繁及其产生的振荡等问题,本文提出了一种新的结合负荷预测、模糊控制和传统九区图的电压无功综合控制方法。该控制方法将超短期负荷预测引入电压无功实时控制,通过负荷预测掌握负荷变化和波动情况,结合九区图,在满足电压和功率因数(无功)要求的前提下,最大限度地减少电容器和变压器的调节次数。在负荷预测需要的负荷历史数据不全,或由于负荷突然变化等原因导致预测精度不高,无法达到预期控制效果时,本文采用基于模糊控制“九区图”的实时控制代替负荷预测方法进行控制,从而保证在各种条件下的控制效果。 基于新的控制方法,并根据电压无功控制装置的技术要求和控制功能,设计了一种采用IPC工控机硬件平台和Windows操作系统的新型电压无功综合控制装置,完成了装置的硬件选型、调试和软件设计。样机的全面测试和试运行结果,表明该装置调节和控制方法合理、准确、可靠,可有效解决以往变电站电压无功控制装置由于控制策略和硬件的限制所产生的控制效果差、动作频繁、界面不友好等缺陷,其性能指标完全满足变电站运行需要,达到实用化要求。

邵文权, 刘重轩, 刘毅力[8]2005年在《基于DSP的变电站电压无功综合控制系统的设计》文中研究表明针对现有变电站电压无功控制系统存在的问题,提出了一种应用DSP控制器实现电压无功综合控制的方案.采用T I公司的TM S320LF2407 DSP芯片作为主处理器,分别进行了变电站电压无功综合控制系统的硬件设计和软件设计.该系统充分利用了DSP控制器的高速的数字信号处理能力,能提高控制系统的实时性和准确性.

武宇, 杨琪, 于振兴[9]2008年在《基于DSP的变电站电压无功综合控制装置设计》文中指出本文介绍了用于农同220kV及以下变电站电压无功综合控制装置的开发设计技术,包括总体设计、硬件设计、软件设计和测试。

陈晓光[10]2007年在《变电站电压无功综合控制系统的研制》文中研究指明电压是衡量电能质量的主要指标之一,无功是影响电压质量的重要因素,因此对变电站实行电压无功综合控制对提高电能质量,降低网络损耗,保证系统安全、可靠和经济运行均有着十分重要的意义。本文介绍了变电站电压无功控制现状,阐述了电压与无功功率之间的关系,并对变电站电压无功的自动调节原理进行了分析与研究。在对以往的控制策略进行论述的基础上,针对现行控制策略的不足进行了综合分析,提出了一种新的控制策略:将原有“九区状态图”的九个区增加为十叁个区。按照“十叁区状态图”原则来控制主变压器分接头开关的档位以及补偿电容器组开关的状态,以最少的动作次数使系统进入第0区运行,避免了主变压器分接头档位和无功补偿电容器组开关频繁动作和振荡,保证了变电站电压无功综合控制系统的稳定运行,使变电站的输出电压和无功功率两个主要供电指标保持在合格范围内。根据已制定的控制策略,本文从硬件和软件两方面进行研究工作。由单片机系统、信号测量单元、输出控制单元、分接头位置与电容器投切状态反馈单元、显示和键盘输入单元及通讯单元六部分组成了外部硬件电路;软件方面则利用单片机进行A/D采样、数值计算、显示、输入/输出及通讯操作。从而根据电压和无功功率的值按照改进的控制策略实现变电站电压和无功的综合调节与控制。通过以上研究,最终较好的实现了变电站电压无功的综合控制。此外文章在最后还提出了研究中仍存在的若干问题以及解决的设想,由此再进一步提出了未来值得研究的方向。

参考文献:

[1]. 基于DSP的变电站电压和无功综合自动控制[D]. 陈岗. 中南大学. 2002

[2]. 基于DSP的变电站电压无功控制方式的研究[D]. 李宁宁. 东北农业大学. 2010

[3]. DSP+PLC实现无人变电站电压和无功模糊自动控制策略[J]. 李文炜, 陈岗, 彭建辉. 有色矿冶. 2004

[4]. 新型变电站电压无功综合控制系统研究[D]. 芦洪涛. 山东大学. 2005

[5]. DSP+PLC主从结构实现电压和无功模糊控制策略[J]. 李文炜, 王起文, 彭建辉. 自动化与仪表. 2004

[6]. 基于模糊—粗糙理论的变电站电压无功控制[D]. 李慧星. 大连理工大学. 2005

[7]. 一种新型电压无功综合控制装置的研制[D]. 王磊. 湖南大学. 2004

[8]. 基于DSP的变电站电压无功综合控制系统的设计[J]. 邵文权, 刘重轩, 刘毅力. 西安工程科技学院学报. 2005

[9]. 基于DSP的变电站电压无功综合控制装置设计[J]. 武宇, 杨琪, 于振兴. 可编程控制器与工厂自动化. 2008

[10]. 变电站电压无功综合控制系统的研制[D]. 陈晓光. 沈阳工业大学. 2007

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