智能型變電站繼電保護試驗屏的研制可行性研究報告(編輯修改稿)
2025-04-04 04:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 染”，又提高了開關(guān)電源的整體效率。單相 APFC 是 DCDC 開關(guān)變換器拓?fù)浜凸β室驍?shù)控制技術(shù)的具體應(yīng)用，而三相 APFCA 則是三相 PWM 整流開關(guān)拓?fù)浜凸β室驍?shù)控制技術(shù)的結(jié)合。 控制技術(shù)的發(fā)展 電流型控制及多環(huán)控制 (Multiloop control)己得到較普遍應(yīng)用；電荷控制 (Charge control)，單周期控制 (One Cycle Control)，無源控制，滑模變結(jié)構(gòu)控制，數(shù)字信號處理器 (DSP)控制等技術(shù)的開發(fā)及相應(yīng)專用集成控制芯片的研制，使開關(guān)電源動態(tài)性能有很大提高，電路也大幅度簡化。 電源智能化技術(shù)和系統(tǒng)的集成化技術(shù)的應(yīng)用 開關(guān)電源微處理器監(jiān)控、電源系統(tǒng)內(nèi)部通信、電源系統(tǒng)智能化技術(shù)以及電力電子系統(tǒng)的集成化與封裝技術(shù)等。 數(shù)字電源就是數(shù)字化控制的電源產(chǎn)品，它能提供配置、監(jiān)控和管理功能，并延伸到對整個回路的控制。也就是說，數(shù)字電源包括兩部分 PWM 反饋回路的全 數(shù) 字控制，電源管理與通信。數(shù)字電源與模擬電源的區(qū)別主要集中在控制與通信部分。 在簡單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢，因為其應(yīng)用的針對性可以通過硬件固化來實現(xiàn)，而在可控因素較多、實時反應(yīng)速度快、需要多個模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具優(yōu)勢。此外，在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中，相對模擬電源，數(shù)字電源是通過軟件編程來實現(xiàn)多方面的應(yīng)用，其具備的可擴展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù)，優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實時過電流保護與管理，它還可以減少外圍器件的數(shù)量。 當(dāng)前，智能型電網(wǎng)是國家電網(wǎng)公司主要發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，設(shè)備的智能化進程勢在必行。但目前的研制研發(fā)目光 主要集中一次設(shè)備的電流電壓互感器和繼電保護裝置本身，對處于輔助裝置地位的繼電保護試驗電源投入的研發(fā)精力相對較少，使得這一塊的研發(fā)還存在較大的一片空白。而部分廠家自行研發(fā)的所謂智能型繼電保護試驗電源屏只是簡單的將儀表進行數(shù)字化，操作按鍵化等。少數(shù)在繼電保護試驗電源屏研制方面做得較好的廠家也只是將試驗電源的可調(diào)節(jié)性和精確性方面比較先進，仍舊停留在綜自型或數(shù)字型階段，裝置功能的單一性、固定型還是比較明顯，在 直接服務(wù)繼電保護試驗工作，提供直接可用的繼電保護試驗儀器，創(chuàng)造安全、舒適的工作環(huán)境，提高繼電保護試驗工作效率，服務(wù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行方面的效果都不是很突出。 實際上，數(shù)字電源遲遲得不到接受是因為顧客認(rèn)為數(shù)字技術(shù)未得到證明、技術(shù)復(fù)雜及成本高昂。這不足為奇，因為業(yè)界在 70 年代末遇到了相似的情況 ： 當(dāng)時電源從線性改為開關(guān)式，而最初開關(guān)式也被認(rèn)為價格昂貴、不可靠 (輸出噪音大 )。不過，一旦顧客認(rèn)識到開關(guān)式電源所具有的優(yōu)點 (性能更高、尺寸更小 )，并且學(xué)會了如何實施新的開關(guān)式電源技術(shù)，線性電源很快就被淘汰了。幾年后，隨著 對其 具有的優(yōu)點 逐漸 熟悉 ， 市場上出現(xiàn)更多的提供商和解決方案、看到無需額外成本就能帶來的比模擬解決方案更好的效果，數(shù)字技術(shù)也將會出現(xiàn)類似的轉(zhuǎn)型。 目前數(shù)字電源技術(shù)并非十分成熟，實現(xiàn)全數(shù)字化控制還存在許多難點，需要有大的突破。具體包括以一下幾個方面 ： 1)、數(shù)字信號處理速度與高頻開關(guān)的開關(guān)速度不相稱。 2)、變換器的開關(guān)動作對采樣的嚴(yán)重干擾。 3)、檢測信號的量化誤差導(dǎo)致輸出響應(yīng)極限環(huán)振蕩，從而會大大降低控制精度。 4)、高速運行下數(shù)字 PWM 分辨率急劇下降。 目前，國內(nèi)外學(xué)者針對以上問題提出了許多的解決方案，通過這些 解決方案進一步推動了數(shù)字電源技術(shù)走向成熟。 同時，基于數(shù)字控制方式，一些先進的控制方法逐漸應(yīng)用于數(shù)字電源控制中，以提高電源的動態(tài)響應(yīng)性能，如安森美公司提出改進型 V2 控制，仙童公司提出 Val1ey 電流控制， IR 公司提出多相控制，并且美國的多所大學(xué)也提出了多種其他的控制思想。特別是模糊控制在數(shù)字電源中的應(yīng)用，由于該控制方法能夠彌補傳統(tǒng) PID 控制在高性能開關(guān)電源中存在的缺陷，近年來一直成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點，并在各種數(shù)字電源拓?fù)渲械靡詫崿F(xiàn)。 三、研究方案 研究內(nèi)容、研究目標(biāo)和擬解決的關(guān)鍵問題 研制 開發(fā)新 型的 智能型繼電保護試驗屏 ,旨在給 現(xiàn)場 繼電保護 工作 及其它試驗工作提供穩(wěn)定、方便的 交、 直流 試驗電源 ，提高各種試驗工作的質(zhì)量、保障人身、設(shè)備安全 ；結(jié)合 XX 供電公司實際情況，編寫智能型繼電保護試驗屏的運行維護相關(guān)規(guī)程規(guī)范，在公司范圍內(nèi)推廣智能型繼電保護試驗屏的應(yīng)用，提高智能型繼電保護 試驗電源屏的可用率。擬解決的關(guān)鍵問題如下： 1) 三相交流程控功率放大模塊的研制，該模塊要求輸出的各相交流電壓 、 交流電流的電壓幅值 、 頻率，相位可單獨調(diào)節(jié)，
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