【正文】 （51010cosinatbt???8）對式（48）進(jìn)行離散化，積分改為求和。當(dāng)強(qiáng)勵時,其容許的強(qiáng)勵時間隨發(fā)電機(jī)的勵磁電流的增大而減小，勵磁電流成倍增大，勵磁電壓也會升高，長期作用會造成發(fā)電機(jī)損壞。如果比值過高，則發(fā)電機(jī)及其相連的主變壓器的鐵芯就會發(fā)生磁飽和，使空載激磁電流過大，造成鐵芯過熱，因此有必要對比值加以限制，其特性曲線如圖 53所示：1FGU2FGUB4 5 4 7A0 5 0 f ( H z )逆 變圖 53 V/F限制關(guān)系圖當(dāng)發(fā)電機(jī)空載頻率高于 47Hz 時， 電壓給定值不受限制；若頻率在45～47Hz 之間時，如圖中的曲線 AB，電壓給定值 ，其中1k(45)FGFGUf???為發(fā)電機(jī)頻率；當(dāng)頻率小于 45 Hz 時，則逆變滅磁。前四種算法對輸入信號要求較高，在勵磁控制的采集電量非嚴(yán)格正弦（含高次諧波）的情況下誤差較大。在電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的軟件設(shè)計中，主要的設(shè)計思想有三個方面：一是滿足控制的實時性要求；二是軟件要充分發(fā)揮 TMS320F2812指令和硬件特點；三是軟件要有很強(qiáng)的靈活性、通用性和可靠性。在圖中，最上面的可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為+A 相晶閘管觸發(fā)脈沖的脈沖故障檢測電路，然后依次下來為 B、C 相的脈沖故障檢測電路。此同步信號既可以作為可控硅觸發(fā)脈沖的同步信號，又可兼做 DSP 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器電量采樣的測頻信號。對于不同的接線方式的晶閘管整流電路，由于晶閘管在每個周期內(nèi)導(dǎo)通的區(qū)間不同，故觸發(fā)電路與主電路之間的相位配合關(guān)系也就不同。根據(jù)控制電路的地址分配電力系統(tǒng)穩(wěn)定器開關(guān)量輸入、輸出通道，開關(guān)量輸入通道地址存儲單元的 16位有效數(shù)據(jù)對應(yīng) 16位開關(guān)量，TMS320F2812以訪問外部 I/O的方式從該地址單元讀取相關(guān)的開關(guān)量狀態(tài)，以便進(jìn)行判斷處理。每次當(dāng) ADC收到一個開始轉(zhuǎn)換請求，可以自動地完成多個轉(zhuǎn)換。該引腳的輸出緩沖器是一個帶有內(nèi)部上拉(典型值 100mA)的開漏緩沖器， 推薦該引腳應(yīng)該由一個開漏設(shè)備去驅(qū)動 模擬量輸入通道TMS320F2812的 ADC模塊只能轉(zhuǎn)換 0～3V 的模擬信號，模擬量輸入通道的作用就是要將模擬量轉(zhuǎn)換成 TMS320F2812所能接收的數(shù)字信號。C28x 能夠使 用一個外部時鐘源，條件是要在該引腳上提供適當(dāng)?shù)尿?qū)動電平，為了適應(yīng) (VDD)，而不是 I/O電源(VLDIO)。 TMS320F2812 引腳介紹TMS320F2812引腳詳細(xì)分析 XINTF信號 XA[0]~XA[18] 19位地址總線 XD[0]~XD[15] 16位數(shù)據(jù)總線 XMP/MC` 1 微處理器模式 XINCNF7有效 0 微計算機(jī)模式 XINCNF7無效 XHOLD` 外部 DMA保持請求信號。(3) Δ? 為輸入信號PSS 的 Δ? 信號通常取自發(fā)電廠母線，由于在暫態(tài)過程中在系統(tǒng)各點的叮是不同的，在單機(jī)無窮大系統(tǒng)中，好的分母特性基本上與電壓沿線的分布是一致的，因此當(dāng)系統(tǒng)的聯(lián)系減弱時，以發(fā)電廠母線 Δ? 為信號的 PSS 對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角頻率的靈敏度反而增加，恰好補償了系統(tǒng)聯(lián)系減弱時傳遞函數(shù)增益的減小，因此以 Δ? 為信號的 PSS 在發(fā)電機(jī)負(fù)荷及系統(tǒng)聯(lián)系均在中等水平時調(diào)整，不必?fù)?dān)心在系統(tǒng)聯(lián)系增強(qiáng)時會導(dǎo)致增益過大。所以，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的性能只能以其增加這種弱系統(tǒng)阻尼的能力來進(jìn)行評價。另外，聯(lián)絡(luò)線負(fù)荷增大，功角增大，阻尼減弱。傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)中 TA和 KA分別表示電力系統(tǒng)穩(wěn)定器和勵磁機(jī)系統(tǒng)的時間常數(shù)和總的 d0和 K3分別表示轉(zhuǎn)子勵磁回路的有效時間常數(shù)和放大倍數(shù)。每當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)了異常情況，如擾動等等，這些現(xiàn)場設(shè)備就會把擾動情況和系統(tǒng)輸出情況等記錄下來，以備后來的研究所用。景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）6就這兩類方法來說，第一類方法只有建立了電力系統(tǒng)的全階數(shù)學(xué)模型才能使用，而電力系統(tǒng)的全階數(shù)學(xué)模型往往不易建立，因此這類方法會受到一定限制。在低頻振蕩研究領(lǐng)域世界各國的專家學(xué)者提出了一些不盡相同的低頻振蕩產(chǎn)生機(jī)理，主要的觀點有以下幾種 [23]：（1）欠阻尼原理在對低頻振蕩的分析中，負(fù)阻尼機(jī)理相對來說是比較成熟的理論，得到學(xué)界的廣泛認(rèn)可 [20]。其中，瑞士 ABB公司的 UNTROL D型多微機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器在我國石洞口電廠、李家峽電廠等得到使用；三峽 700MW機(jī)組的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器由德國 SIEMENS公司提供；加拿大 CGE公司生產(chǎn)的 SILCO雙通道型微機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器安裝在我國隔河巖水電站的進(jìn)口機(jī)組上。它在勵磁電壓調(diào)節(jié)器中引入領(lǐng)先于軸速度的附加信號，產(chǎn)生一個正阻尼轉(zhuǎn)矩去克服原勵磁電壓調(diào)節(jié)器中產(chǎn)生的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩作用，用于提高電力系統(tǒng)阻尼和解決低頻振蕩問題，是提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的重要措施之一。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器發(fā)展趨勢隨著我國三峽水電站的竣工和我國西部煤炭資源的利用和開發(fā)出現(xiàn)了西電東輸?shù)囊?，從減少大氣污染這個角度看也需要發(fā)電廠遠(yuǎn)離城市，這就造成了遠(yuǎn)距離重負(fù)荷輸電的局面，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）的發(fā)展和應(yīng)用顯得更為重要！電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）也將朝著更智能，硬件結(jié)構(gòu)更簡單，互換性好，使用維護(hù)更簡單易行的方向發(fā)展 本課題研究意義電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題是電力系統(tǒng)的根本問題。所以，也可將低頻振蕩的原因理解為勵磁系統(tǒng)放大倍數(shù)過大引起了負(fù)阻尼增大，甚至將系統(tǒng)原先固有的正阻尼抵消了，使系統(tǒng)呈現(xiàn)出負(fù)阻尼狀態(tài)或者阻尼極小。隱式重啟動 Amoldi算法也可以被用于計算大型電力系統(tǒng)機(jī)電模式特征值，隱式重啟動 Amoldi算法可以在大型電力系統(tǒng)中計算出特征值，且具有收斂迅速，可靠性高的優(yōu)點[24]。如果從實際測量得到的數(shù)據(jù)中再采樣各點特征，將不涉及系統(tǒng)的參數(shù)階數(shù)等問題，并且這樣得出的分析結(jié)果具有如實反映系統(tǒng)狀態(tài)的特點。39。如果發(fā)電機(jī)多送感性無功負(fù)荷，功角會減小，阻尼將增大，有利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定。就會位于第四象限，在 Δω 軸上的投影為負(fù)，因此出現(xiàn)了使得系統(tǒng)阻尼為負(fù)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的傳遞函數(shù)以 Δω 為輸入信號的 PSS 傳遞函數(shù)框圖如圖 25，PSS 一般由放大環(huán)節(jié)，復(fù)位環(huán)節(jié)，相位補償環(huán)節(jié)，限幅環(huán)節(jié)組成，其輸出作為勵磁附加信號。此信號是異步輸入并與 XTIMCLK同步 XHOLDA`外部 DMA保持確認(rèn)信號。復(fù)位時 XCLKOUT＝ SYSCLKOUT/4TESTSEL 測試引腳，為 TI保留，必須接地 TEST1 測試引腳，為 TI保留，必須懸空 TEST2 測試引腳，為 TI保留，必須懸空 TMS JTAG測試模式選擇端，有內(nèi)部上拉功能，在 TCK的上升沿 TAP控制器計數(shù)一系列的控 制輸入 TDI 帶上拉功能的 JTAG測試數(shù)據(jù)輸入端，在 TCK的上升沿，TDI 被鎖存到選擇寄存器、指 令寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中 TDO JTAG掃描輸出，測試數(shù)據(jù)輸出。電壓互感器的輸出為 0～100V，電流互感器的輸出為 0～5A，由于電壓太高，電流太大，而 TMS320F2812的 AD輸入信號的范圍要求為 0～3V，所以需要添加交流信號的調(diào)理電路以滿足 AD的要求 [11][13]。用戶也可以對同一通道進(jìn)行多次采樣，從而實現(xiàn)過采樣算法，這樣得到的采樣結(jié)果比一般的采樣景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）20結(jié)果分辨率要高 [6] [10]。同理，當(dāng)接在光電耦合器輸入端限流電阻外側(cè)的開關(guān)量為高電平時，光電耦合器輸出端的光電三極管就會導(dǎo)通，由于光電三極管飽和導(dǎo)通時，其 c～e 間的電壓很小，這時總線收發(fā)送器的A端引腳相當(dāng)于接地，即為低電平，然后 F2812控制器就接受外部的命令。發(fā)出。 在可控硅整流系統(tǒng)中，可控硅的觸發(fā)需要由脈沖移相和脈沖放大兩部分組成。此后當(dāng)+A 相出現(xiàn)第一個觸發(fā)脈沖時，光電耦合器 UIA輸出端導(dǎo)通，電容 C1放電，當(dāng) C1放電至 小于 1/3VCC時，1CV555定時器置位，輸出為高電平，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。主程序包括系統(tǒng)初始化模塊、電量計算模塊、控制調(diào)節(jié)模塊和限制保護(hù)模塊等，中斷服務(wù)程序主要包括同步信號捕獲中斷、移相脈沖中斷、AD 轉(zhuǎn)換完成中斷等。則電壓各次諧波的實部和虛部分別為：實部： 122cos()NRniiun?????????虛部： 1()Xnii?當(dāng)采樣點數(shù) 時，傅式算法計算公式為：32 （5016151732148303924051761267923cos()cos()8cos()cos()68RuuuuUuuu???? ???????? ??? ????? ?景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）339）（510）824151732148303924051761267923sin()sin()6816sin()sin()8IuuuuUuuu???? ??????? ??? ???? ?有功功率 為：P （511）ARIABRIBCRICUU???無功功率 為：Q （512）AIRAIBIRBICIRCI???發(fā)電機(jī)的輸出功率 為： （5SPjQ??13）功率因數(shù)為： （52cos??14） （2）均方根法在均方根方法中，將式（43）和式（44）離散化可近似表示為： （515）21NKUu?? （516）21KIi?由式（55）可見，有功功率是瞬時功率在一個電網(wǎng)周期 內(nèi)的平均值，而T瞬時功率是同一時刻電壓和電流瞬時值的乘積，對電壓、電流模擬量進(jìn)行離散采樣后，有功功率可表示為： （517）1NKPui??同理分析可知，電網(wǎng)線路中的無功功率可表示為：景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）34 （518）41NKQui???三相功率為各相功率之和。進(jìn)行強(qiáng)勵時開始計時，當(dāng)達(dá)到允許強(qiáng)勵時間時，勵磁電流自動地被減到其長期運行允許的最大值。（1）V/F 限制V/F限制也稱磁通限制或低頻過勵限制，它的作用主要是在機(jī)組解列運行時，確保機(jī)端電壓與其頻率的比值不超出安全值。目前交流采樣的算法有很多種，分別應(yīng)用于不同的場合如最大值算法、單點算法、半周期積分法、兩點采樣法、傅里葉算法和均方根算法等。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的軟件設(shè)計是整個勵磁控制系統(tǒng)的核心，它關(guān)系到勵磁控制系統(tǒng)的性能及其功能的實現(xiàn)。脈沖故障檢測電路 [12]的原理圖以及與擴(kuò)展 連接的情況如圖 412所示：PDINT圖 412 脈沖故障檢測電路圖圖 412所示的脈沖故障檢測單元適用于三相橋式全控整流晶閘管觸發(fā)脈沖的故障檢測，主要部分為可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它由 555定時器構(gòu)成。通過 LM358完成同步電壓的過零點檢測，形成同步方波信號，最后經(jīng)過光電隔離器件 TLP181與 DSP進(jìn)行隔離。在現(xiàn)代大中型同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中，功率單元基本上都是采用晶閘管整流橋來控制勵磁電流的大小?？偩€收發(fā)送器的使能端 G由外部擴(kuò)展區(qū)片選信號和地址線經(jīng)地址譯碼器譯碼后得到的CS_Kin控制信號選通。在這兩種模式下，ADC 都可以自動的進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)換操作。當(dāng)看門狗景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）17產(chǎn)生復(fù)位時,DSP 將該引腳驅(qū)動為低電平，在看門向復(fù)位期間，低電平將持續(xù) 512個 XCLKIN周期。以 XTIMCLK頻率對 XREADY的采樣與 XCLKOUT的模式無關(guān) JTAG和其他信號 X1/XCLKIN 振蕩器輸入／內(nèi)部振蕩器輸入，該引腳也可以用來提供外部時鐘。F28x 系列 DSP預(yù)計發(fā)展至 400MHz，目前已發(fā)展至 150MHz 的 Flash 型式。而對汽輪發(fā)電機(jī)，由于機(jī)械功率變化速度較慢，反調(diào)現(xiàn)象影響不大。所謂的弱系統(tǒng)條件就是指遠(yuǎn)距離發(fā)電廠需要經(jīng)長距離線路送電或者是連接大區(qū)域的聯(lián)絡(luò)線相對較弱的系統(tǒng)條件。(l) 運行方式的影響當(dāng)有功負(fù)荷較大，并且在電容性負(fù)荷情況下時，阻尼轉(zhuǎn)矩變?yōu)樨?fù)阻尼，容易發(fā)生統(tǒng)低頻振蕩。兩個分量組成。另一類基于實驗數(shù)據(jù)對低頻振蕩進(jìn)行分析的方法，其具體含義就是對實際測量所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得到所研究問題的物理特征，再根據(jù)這些特征提出理論假設(shè)，最后用實驗對提出的理論假設(shè)進(jìn)行檢驗不過電力系景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）7統(tǒng)非常特殊，實驗過程中應(yīng)該以不對電力系統(tǒng)的正常運行造成影響為原則，因此在電力系統(tǒng)運行時，現(xiàn)場往往會配備許多設(shè)備進(jìn)行在線實時觀測。 電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型分析方法到目前為止，電力系統(tǒng)低頻振蕩的分析方法大致上可以分為兩大類：一類分析方法是在建立電力系統(tǒng)全階數(shù)學(xué)模型后，對該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，即是基于理論的研究方法；而第二類方法則是對系統(tǒng)進(jìn)行實際測量，然后再對實際測量得到的信號進(jìn)行分析，即是基于實驗的研究方法 [21]。在這種情況下，當(dāng)振蕩嚴(yán)重時會破壞互聯(lián)系統(tǒng)之間的并列運行，造成大面積停電，這種現(xiàn)象稱為低頻振蕩。這些大公司均具有很強(qiáng)的科研開發(fā)能力，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器所用的計算機(jī)系統(tǒng)一般以專用的高速可編程控制器為核心，采用自行研制的專用控制板組成，因而具有結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高的優(yōu)點。PSS 抽取