【正文】 9][M].:人民郵電出版社，2001[30]王金星，王慶平，[J].. Vol 13,[31][M].北京大學(xué)出版社，2003[32」鐘麟，[M].國防工業(yè)出版社，2004[33]陶駿，[J].(1)[34]高鵬，安濤，[M].北京:人民郵電出版社， 2000機械工業(yè)出版社，2002[35] SE原理圖與PCB設(shè)計[M].機械工業(yè)出版 社，2002年1月附錄//調(diào)試AD，采樣全為0，未加外部信號。同時。圖54 控制投切算法流程圖本章軟件系統(tǒng)的編制采用模塊化編程思想作為指導(dǎo)，按照功能把整個解決方案分割成幾個子模塊，模塊的具體程序見附錄。程序流程如圖53。在DSP程序中利用捕獲來獲取這個過零點，以方波脈沖的上升沿作為觸發(fā)事件。一旦SEQ CNTRn的值為0，由于CONT RUN為零(在A/D初始化程序中已設(shè)置)，則排序器指針停留在最后的狀態(tài)CONV05,SEQ CNTRn繼續(xù)保持0值。由于本課題采用的是瞬時無功功率理論，所以需采集的信號有三相電流，A相電壓。在整個軟件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集軟件并不與數(shù)據(jù)調(diào)理電路硬件相對應(yīng)。其片上資源相當(dāng)豐富，具體請參考相關(guān)資料。由于這些狀態(tài)信號的頻率較低，故選用光禍TLP521即可。這個方波的上升沿將作為DSP的捕獲信號，使之在DSP中實現(xiàn)A相電壓的零點定位。圖38就是過零檢測的電路圖。為了保證ADC的正常工作，此時，ADC的模擬輸入?yún)⒖茧妷焊唠娖蕉薞REFH，；低電平端VREEL，和ADC供電電壓端USSA共模擬地。圖46為電壓電流檢測的電路圖。信號調(diào)理電路主要由(電壓、電流)互感器和運算放大器組成。TMS320LF/LC24系列DSP是C2000系列中應(yīng)用最為廣泛的DSP芯片。晶閘管觸發(fā)脈沖調(diào)制電路主要解決脈沖的產(chǎn)生和觸發(fā)時刻的選取(即晶閘管過零投切)的問題，保證晶閘管平穩(wěn)導(dǎo)通。TMS320LF2407A （邊界掃描邏輯）串行仿真接口，能夠極其方便地提供硬件系統(tǒng)的在線仿真和測試。包括兩個帶采樣/保持的各8路10位A/D轉(zhuǎn)換器，具有自動排序能力，一次可執(zhí)行最多16個通道的自動轉(zhuǎn)換，可工作在8個自動轉(zhuǎn)換的雙排序器工作方式或一組16個自動轉(zhuǎn)換通道的單排序器工作方式。EVA模塊有三個捕獲單元引腳CAPCAP2和CAP3，它們可以選擇通用定時器1或2作為時基，但CAP1和CAP2一定要選擇相同的定時器作為時基；EVB模塊也有三個捕獲單元引腳CAP CAP5和CAP6，它們可以選擇通用定時器3或4作為時基，但CAP4和CAP5一定要選擇相同的定時器作為時基。 ●事件管理器模塊 TMS320LF2407A包含兩個專用于電機控制的事件管理器模塊EVA和EVB，每個事件管理器模塊包括通用定時器（GP）、全比較單元、正交編碼脈沖電路以及捕獲單元。其中央算術(shù)邏輯單元（CALU）是一個獨立的算術(shù)單元，它包括一個32位算術(shù)邏輯單元（ALU）、一個32位累加器、一個1616位乘法器（MUL）和一個16位桶形移位器，同時乘法器和累加器內(nèi)部各包含一個輸出移位器。但對于線路分支的處理，存在著方法上的缺陷。為了簡化推導(dǎo)，把實際配電線路長度折合為均勻的等效線路，其等效方法如下： (1) 設(shè)實際配電線路為段，選擇第段電阻，作為等效線路每公里的電阻，將第段的實際長度做如下變換： (322)式中：—第段等效均勻線路長度。根據(jù)計算需要，=100MVA，=。如果滿足，則得到的解便為最佳值，如果不滿足，則應(yīng)調(diào)整，并再次重復(fù)整套過程。因此其目標函數(shù)一般確定為[2]： (31)式中：為配電網(wǎng)全部節(jié)點個數(shù)；為配電網(wǎng)無功補償節(jié)點個數(shù)；為配電網(wǎng)線路上的總的有功功率損耗；、分別為節(jié)點、之間的電導(dǎo)、電納、相位角；、分別為第、節(jié)點運行電壓；為投入的電容器組數(shù)；為全部負荷點電壓越限罰函數(shù)的懲罰因子；為線路誘供損耗的加權(quán)系數(shù)；為電容器投入罰系數(shù)。裝置作為系統(tǒng)補償時連續(xù)體調(diào)節(jié)并與系統(tǒng)進行無功功率交換，同時還具有較快的響應(yīng)速度，它能夠維持端電壓恒定。隨后，世界各大電氣公司都竟相推出了各具特色的系列產(chǎn)品。設(shè)置無功補償電容器是補償無功功率的傳統(tǒng)方法，目前在國內(nèi)外均獲廣泛應(yīng)用。同步調(diào)相機實際上是不帶機械負荷、空載運行的同步電動機。圖21 并聯(lián)補償?shù)牡戎惦娐穲D在圖21所示的電路中，電流方程為： (26)由可知，當(dāng)并聯(lián)補償裝置不投入時，即不對負荷進行無功功率補償，那么電源即要向負荷提供有功電流，還要提供無功電流，電源向負荷提供的總電流人，當(dāng)并聯(lián)補償裝置投入時，即對負荷進行無功功率補償，那么電源在向負荷提供有功電流的同時，提供無功電流為，電源向負荷提供的總電流，特別是當(dāng)時，電源不需要向負荷提供無功電流，功率因數(shù)等于1。由于超前電流與滯后電流的互補作用，也就是電容性負荷的無功功率補償了電感性負荷的無功功率?？焖僮兓臒o功負荷還會造成電壓的劇烈波動，使得系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定遭到破壞。在這些阻感性負載工作時就會和電網(wǎng)交換大量的無功功率。系統(tǒng)中的無功電源包括同步發(fā)電機、調(diào)相機、并聯(lián)電容器、靜止無功補償設(shè)備等；系統(tǒng)中的無功損耗主要是指線路、變壓器、電氣設(shè)備中的無功損耗。合理的無功補償點的確定以及補償容量的確定，能夠有效的維持系統(tǒng)的電壓水平，提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，避免大量無功的遠距離傳輸，從而降低了電網(wǎng)的有功網(wǎng)損，減少發(fā)電費用。在控制及通信方面，中壓配網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)的投入遠比控制系統(tǒng)本身高得多，這使配電自動化的實現(xiàn)很難在一個區(qū)供電局所管轄的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)同時全面鋪開，只能先對個別局部線路進行配電自動化的實驗性運行，然后再逐步全面推廣。它能有效地替代配電系統(tǒng)采用常規(guī)電壓和無功控制組件、有載分接開關(guān)、電壓調(diào)整器和自動投切電容器。感性負荷的家用電器不僅要有節(jié)約有功的標準，也應(yīng)當(dāng)有節(jié)約無功的標準，或者對各類家用電器的功率因數(shù)作出規(guī)定，要求家用電器制造商對各種家用電器的無功負荷進行補償。世界上工業(yè)發(fā)達國家居民生活用電的比重可達30%40%，加上樓宇用電可以超過，我國也必將朝著這個方向發(fā)展，我國應(yīng)當(dāng)重視居民生活和樓宇的無功用電問題。由于無功負荷大，功率因數(shù)偏低會造成大量有功電能損耗，多消耗無功就會相應(yīng)地多消耗有功。配網(wǎng)自動化項目、無功補償項目正在逐步成為城區(qū)、郊區(qū)供電局重點關(guān)注和準備實踐的項目。饋電線路自動化由于投資規(guī)模大，技術(shù)上最近才有較大的發(fā)展，是實現(xiàn)國家未來電力規(guī)劃的一項關(guān)鍵技術(shù)。配電網(wǎng)網(wǎng)損率居高不下的原因是多種多樣的，其中負荷增長過快、配電網(wǎng)不合理是最主要的原因，而人們對“無功”的認識不如對有功的認識那樣深刻也是一個重要原因。 關(guān)鍵詞:晶閘管投切電容器。摘要無功功率是影響電壓穩(wěn)定的一個重要因素，它關(guān)系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運行。軟件仿真和樣機實測結(jié)果表明，這種TSC裝置在提供動態(tài)無功功率補償和減小沖擊涌流方面具有優(yōu)良的性能。由于電壓不合格等原因造成用戶電器燒毀的現(xiàn)象仍然存在，而網(wǎng)損過高使得生產(chǎn)的寶貴電能白白浪費，并且影響電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。按照系統(tǒng)的縱向結(jié)構(gòu)，配電自動化可分為配電管理系統(tǒng)(DNIS主站)、變電站自動化、饋電線路自動化、用戶自動化等四個層次的內(nèi)容。部分地區(qū)城網(wǎng)改造己經(jīng)基本完成，農(nóng)網(wǎng)改造正在大規(guī)模的進行著。無功補償節(jié)能技術(shù)可以為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益，電力系統(tǒng)和用電企業(yè)若采用此技術(shù)，將獲得良好的收益。我國目前農(nóng)村居民的家用電器的普及率還不高，隨著農(nóng)村電氣化水平的提高，居民生活和樓宇的用電量還會有很大提高。(2) 要修訂家用電器的節(jié)能標準。STATCOM是通過一個先進電力半導(dǎo)體裝置組成的固態(tài)的直流到交流的變流器來實現(xiàn)的。配電系統(tǒng)及配電設(shè)備的分布量大、面廣，配電自動化系統(tǒng)所涉及的費用大部分為可遙控操作的開關(guān)設(shè)備的費用，以及控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的費用。電力系統(tǒng)無功潮流分布是否合理，不僅關(guān)系到電力系統(tǒng)向電力用戶提供電能質(zhì)量的優(yōu)劣，而且還直接影響電網(wǎng)的自身運行的安全性和經(jīng)濟性。所謂電力系統(tǒng)的無功功率平衡就是指電網(wǎng)運行的每一時刻，所有無功電源發(fā)出的無功功率要與所有負荷消耗的無功功率和系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)上的無功功率損耗相等。工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的大部分負荷都是阻感負載，如：交流電動機、變壓器、架空線、電抗器、非線性負載等等。如果系統(tǒng)不能向負荷提供足夠的無功功率，負荷的端電壓就會下降。電容從電網(wǎng)吸收的無功功率是超前電流引起的，電感電路從電網(wǎng)吸收的無功功率是滯后電流引起的。假設(shè)電氣負荷是電阻和電感組成的并聯(lián)或串聯(lián)電路，對、電路進行無功功率補償，就需要對電路并接入容抗為的無功補償裝置，并聯(lián)無功補償?shù)牡戎惦娐啡鐖D21所示。靜止無功補償器和靜止無功發(fā)生器是20世紀70年代以來出現(xiàn)的先進的補償裝置，響應(yīng)速度快，運行范圍寬，完全可以達到動態(tài)無功補償?shù)男枰?，但所需投資較大。另一方面其體積大、噪音高、維護不方便、造價高等原因，目前在中、低壓輸電區(qū)域，大部分己被并聯(lián)電容器組所取代。1978年此類裝置投入實際運行。SVC補償裝置可以看成是電納值能調(diào)節(jié)的無功元件，它依靠電力電子器件開關(guān)來實現(xiàn)無功調(diào)節(jié)。在傳統(tǒng)運行條件下，電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型要反映網(wǎng)無功優(yōu)化的目標和要求，既要考慮有功網(wǎng)絡(luò)損耗最小，又必須考慮到負荷節(jié)點電壓質(zhì)量，同時還要兼顧無功補償設(shè)備的投切組數(shù)的合理。當(dāng)?shù)谝淮沃貜?fù)步驟求出，則可檢驗出其在線段上是否滿足等面積法則。對上述實際配電線路所進行的計算，根據(jù)計算的需要，折算到標么值進行計算。配電線路長度的折算在實際的配電網(wǎng)中，不論無功負荷的分布還是配電線路本身都是不均勻的，本文作者使用現(xiàn)實存在的模型進行簡化。此方法有計算簡單，不受線路電阻和負荷分布不均勻影響，方便編程等優(yōu)點。體系結(jié)構(gòu)采用四級流水線技術(shù)加快程序的執(zhí)行，可在一個處理周期內(nèi)完成乘法、加法和移位運算。 TMS320LF2407A的指令集有三種基本的存儲器尋址方式：立即尋址方式、直接尋址方式、間接尋址方式。捕獲單元用于捕獲輸入引腳上信號的跳變，兩個事件管理器模塊總共有六個捕獲單元。② A/D轉(zhuǎn)換模塊。由于TMS320LF2407A結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作速度快、外部引腳多、封裝面積小、引腳排列密集等原因，傳統(tǒng)的并行仿真方式已不適合于TMS320LF2407A的開發(fā)應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集電路負責(zé)采集控制器模塊所需的電壓、電流瞬時值，經(jīng)過初步調(diào)節(jié)后作為輸入量送給控制器。主流產(chǎn)品包括TMS320C2000系列(包TMS320C2x/C2xx)、TMS320C5000系列(包括TMS320CSx/C54x/CSSx),TMS320C6000系列(包括TMS320C62x/C67x,)其中，C2000系列既具有DSP芯片的高速運算和信號處理能力，又和微控制器一樣在片內(nèi)集成了豐富的外設(shè)，所以特別適合數(shù)字控制系統(tǒng)。本課題所要采集的電壓和電流信號分別在120V和1A左右，而事實上，所以，我們必須在采集點和TMS320LF2407A之間，設(shè)計一個信號調(diào)理電路，另一方面能夠?qū)⑤斎霃娦盘柡涂刂齐娐分械娜跣盘柛綦x開，提高DSP控制電路板的抗干擾能力。圖45 電源接口電路4. 3. 1電流電壓檢測電路本課題所要采集的電壓和電流信號分別在120V和1A左右，而事實上，所以，我們必須在采集點和TMS320LF2407A之間，設(shè)計一個數(shù)據(jù)采集電路，一方面可以將電壓和電流信號都轉(zhuǎn)換成DSP可以接受的電壓信號()，另一方面能夠?qū)⑤斎霃娦盘柡涂刂齐娐分械娜跣盘柛綦x開，提高DSP控制電路板的抗干擾能力。經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)理電路后的電壓V、電流I便可以直接接到A/D的模擬輸入通道。由于本課題的工作電壓等級比較低，所以并沒有設(shè)計RC緩沖電路，由于過零檢測的效果很好，在主電路中甚至沒有用到限流電抗器，而實驗波形也證明了沒有必要使用限流電抗器。A相電網(wǎng)電壓在每一次由負變正過零時產(chǎn)生一個正的脈沖，由正變負過零時產(chǎn)生一個負的脈沖，這樣，每個工頻周期過零檢測電路產(chǎn)生一個方波。目前繼電器用的電壓一般都是+24V電源，而DSP用的是++，所以用光耦隔離芯片作為接口電路，從而既達到了電平轉(zhuǎn)換的效果，又達到了電氣隔離的效果。圖411 外部投信號光禍隔離輸出電路第5章電網(wǎng)無功檢測與補償系統(tǒng)的軟件設(shè)計5. 1軟件系統(tǒng)設(shè)計思想軟件系統(tǒng)是以TMS320LF2407A DSP指令系統(tǒng)為核心的匯編語言編制，TMS320LF2407A是TI公司推出的性能較高16位數(shù)字信號處理器，被廣泛應(yīng)用于電機控制和其他自控領(lǐng)域。5. 2主程序流程整個軟件系統(tǒng)由主程序、ADC中斷服務(wù)子程序等模塊組成。圖51 主程序流程圖中斷子程序通過定時中斷使ADC模塊對電壓、電流信號進行周期性的模數(shù)變換，采用瞬時無功功率理論完成無功電流的計算，并把無功電流換算為無功功率后保存，以供主程序的讀取。每次轉(zhuǎn)換后，SEQ CNTRn位會被自動減1。首先通過外部的過零檢測電路，產(chǎn)生一個方波脈沖。在以后定時器3的周期中斷中提取對應(yīng)的正余弦值，提取后指針加1處理，以此類推，直到下次捕獲發(fā)生時為止，此時不管指針指在何處，總將指針復(fù)位為0，實現(xiàn)與A相電壓的同步鎖相。圖54是控制投切算法流程圖。本課題從選題到確定方案，從系統(tǒng)硬件設(shè)計到系統(tǒng)組裝，從論文的撰寫到修改，無不凝結(jié)著他辛勤的汗水。在求學(xué)期間，我的家人給予了我極大的鼓勵和支持，在此表示深深的謝意。 IER = 0x0000。 // This is needed to disable write to EALLOW protected registers InitAdc()。 }} interrupt void ad(void){ IFR=0x0000。 a1[4]=((4)*3)/+adclo。 a1[12]=((4)*3)/+adclo。關(guān)總中斷 SETC SXM 。CPU進入IDLE1模式，PLL系數(shù)為4(40M)