【正文】 ner 一 Hopt線性預(yù)測(cè)法，MatrixPeneil法等等[27]?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量得到的數(shù)據(jù)可以幫助研究人員確定系統(tǒng)的振蕩頻率和振蕩模式，有了這些分析結(jié)果，就能進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)阻尼等問題進(jìn)行定量分析。每當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)了異常情況，如擾動(dòng)等等，這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備就會(huì)把擾動(dòng)情況和系統(tǒng)輸出情況等記錄下來，以備后來的研究所用。該方法可與特征根法結(jié)合使用。 。這樣得到的傳遞函數(shù)矩陣維數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于狀態(tài)矩陣維數(shù)，避免了。它是通過迭代計(jì)算得到系統(tǒng)在機(jī)電模式下的特征根，但只計(jì)算部分能對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有重大影響的特征值。同時(shí)該方法消耗較多計(jì)算資源，但是獲得的必要信息量不大。(2) 時(shí)域仿真法：這種方法是將全系統(tǒng)模型通過各個(gè)元件的模型在系統(tǒng)中所表現(xiàn)出來的拓?fù)潢P(guān)系建立，再將系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值和系統(tǒng)的潮流解作為運(yùn)算的初始條件，解出系統(tǒng)狀態(tài)量以及代數(shù)量隨著時(shí)間變化的曲線，最后根據(jù)得出的曲線來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。QR 方法可以用于求解低維矩陣的特征值，也曾被用來求解電力系統(tǒng)的特征值，但是在目前階數(shù)常常達(dá)到上萬的電力系統(tǒng)狀態(tài)方程中己經(jīng)顯得不那么有用了，取而代之的研究熱點(diǎn)是降階方法。景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(huì)受到一定限制?；煦缋碚撃壳斑€停留在做理論上的探討，在工程中目前難以應(yīng)用。上面的幾種觀點(diǎn)都從某一方面揭示了低頻振蕩的發(fā)生機(jī)理，欠阻尼原理研究的最早也最成熟，這主要得益于線性系統(tǒng)理論的成熟，目前已經(jīng)形成了一套比較完整的理論體系，并在工程上得到實(shí)際應(yīng)用。(5) 混沌振蕩機(jī)理文獻(xiàn)[25]中指出，混沌現(xiàn)象是在完全確定的模型下產(chǎn)生的不確定現(xiàn)象，它是由非線性系統(tǒng)中各個(gè)參數(shù)相互作用而導(dǎo)致的一種非常復(fù)雜的現(xiàn)象，目前人們只是感性的認(rèn)識(shí)到混沌現(xiàn)象的一些典型特征。（3）參數(shù)諧振電力系統(tǒng)受到外界周期性擾動(dòng)，當(dāng)擾動(dòng)頻率與系統(tǒng)的自然頻率存在某種特殊關(guān)系時(shí)，會(huì)產(chǎn)生諧振振蕩，當(dāng)其處于低頻區(qū)時(shí)表現(xiàn)為低頻振蕩。（2）發(fā)電機(jī)的電磁慣性引起的低頻振蕩文獻(xiàn) [24]指出由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組具有電感，則由勵(lì)磁電壓在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生的勵(lì)磁電流將是一個(gè)比它滯后的勵(lì)磁電流強(qiáng)迫分量，而這種滯后的控制在一定條件下將引起振蕩。這樣的系統(tǒng)在擾動(dòng)出現(xiàn)的時(shí)候，就不能使擾動(dòng)很快平息，反而會(huì)出現(xiàn)引起系統(tǒng)振蕩的增幅振蕩。這樣的情況下，再加上電力系統(tǒng)穩(wěn)定器放大倍數(shù)過大的不利條件，特征根實(shí)部甚至有可能達(dá)到正值，進(jìn)而使得系統(tǒng)發(fā)生增幅振蕩。在低頻振蕩研究領(lǐng)域世界各國(guó)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(diǎn)有以下幾種 [23]：（1）欠阻尼原理在對(duì)低頻振蕩的分析中，負(fù)阻尼機(jī)理相對(duì)來說是比較成熟的理論，得到學(xué)界的廣泛認(rèn)可 [20]。因此，許多電力系統(tǒng)出現(xiàn)了每分鐘幾個(gè)至幾十個(gè)周波的頻率很低的自發(fā)性系統(tǒng)振蕩?？焖賱?lì)磁系統(tǒng)(晶閘管直接勵(lì)磁或高起始響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng))的廣泛采用，更使得勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)大為減小，從而降低了電力系統(tǒng)的阻尼。近十多年來，我國(guó)各大電網(wǎng)也相繼發(fā)生了聯(lián)絡(luò)線低頻振蕩的現(xiàn)象所以為了解決低頻振蕩給電力系統(tǒng)帶來的危害，研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定器是很有必要的。其振蕩時(shí)產(chǎn)生的能量通過機(jī)電聯(lián)系來傳遞，因此又稱為機(jī)電振蕩，表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)電功率和功角的變化。系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定問題由此常景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)組之間的功率動(dòng)態(tài)振蕩，特別是在互聯(lián)系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線上，這種振蕩的表現(xiàn)更為突出。電力系統(tǒng)發(fā)展初期，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單松散，其靜態(tài)穩(wěn)定問題通常表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的非周期失步。從整體上看，我國(guó)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的控制算法方面處于國(guó)際的先列，所開發(fā)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的功能也非常強(qiáng)大，但裝置所選用的元器件的可靠性以及生產(chǎn)制造工藝水平與國(guó)外相比還存在一定的差距。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(guó)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(guó) 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(guó)隔河巖水電站的進(jìn)口機(jī)組上。此外，奧地利 ELIN公司、德國(guó) SIEMENS公司、英國(guó)的 GEC公司等也都相繼生產(chǎn)出微機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。經(jīng)過多年的努力，國(guó)內(nèi)的一些院校、研究所和公司在電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和運(yùn)行方面已經(jīng)積累了豐景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2富的經(jīng)驗(yàn)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的優(yōu)良性能在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中也日益顯示出來。清華大學(xué)與哈爾濱電機(jī)廠合作，研制了全數(shù)字式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，采用 STD總線結(jié)構(gòu)或 8098單片機(jī)結(jié)構(gòu)，控制規(guī)律采用 PID調(diào)節(jié)方式、PSS 附加控制、線性最優(yōu)勵(lì)磁控制（LOEC）和非線性勵(lì)磁控制（NEC） ，四種調(diào)節(jié)規(guī)律具備完善的保護(hù)、限制、報(bào)警功能。福州大學(xué)于 1990年研制出 SMERC型微機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，采用 8位 8051單片機(jī)，具有多種調(diào)節(jié)、控制和限制功能，用于福建省內(nèi)的大部分中小型發(fā)電機(jī)組。我國(guó)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的研究和設(shè)計(jì)比較早，80 年代初就有一些電力科研單位和高校開始研制電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 [4][8]。PSS 抽取與此振蕩有關(guān)的信號(hào)，如發(fā)電機(jī)有功功率、轉(zhuǎn)速或頻率，加以處理，產(chǎn)生的附加信號(hào)加到電力系統(tǒng)穩(wěn)定器中，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生阻尼低頻振蕩的附加力矩。景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1 引言 ..............................................................1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 ................................................1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器發(fā)展趨勢(shì) ........................................2 本課題研究意義 ................................................22 電力系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理 .............................................4 電力系統(tǒng)低頻振蕩 ..............................................4 電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型分析方法 ......................................5 電力系統(tǒng)低頻振蕩分析模型 ......................................7 影響阻尼的因素及解決措施 ......................................93 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的工作原理 ........................................10 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器抑制低頻振蕩的原理 .............................10 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輸入信號(hào) .....................................11 PSS的傳遞函數(shù) ................................................124 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的結(jié)構(gòu) ............................................13 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的結(jié)構(gòu)圖 .......................................13 TMS320F2812 芯片介紹..........................................................................................13 TMS320F2812 引腳介紹......................................................................................14 模擬量輸入通道 ...............................................14 交流信號(hào)采集調(diào)理電路 .....................................16 直流信號(hào)采集調(diào)理電路 .....................................17 ADC采樣模塊 ..............................................18 開關(guān)量輸入輸出單元 ...........................................19 開關(guān)量輸入通道 ...........................................19 開關(guān)量輸出通道 ...........................................20 同步檢測(cè)及移相觸發(fā)單元 .......................................22景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 同步信號(hào)的檢測(cè) ...........................................23 移相脈沖的形 .............................................24 脈沖功率放大電路 .........................................24 ..........................................25 其它硬件模塊 .................................................275電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的軟件設(shè)計(jì) .........................................28 ...............................28 主程序設(shè)計(jì) ...................................................28 系統(tǒng)初始化?？?...........................................28 電量計(jì)算模塊 .............................................29 控制調(diào)節(jié)模塊 .............................................33 ..............................................35 中斷程序設(shè)計(jì) .................................................37 同步信號(hào)捕獲中斷 .........................................37 移相脈沖中斷 .............................................40 AD轉(zhuǎn)換完成中斷 ...........................................44 軟件可靠性設(shè)計(jì) ...............................................466 結(jié)論 ............................................................47致 謝 .............................................................50參 考 文 獻(xiàn) ........................................................51景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11 引言 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（power system stabilizer， PSS）是一種安裝在發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)裝置上用于改善電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的附加勵(lì)磁控制裝置。它在勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器中引入領(lǐng)先于軸速度的附加信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)正阻尼轉(zhuǎn)矩去克服原勵(lì)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(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的重要措施之一。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，隨著電力系統(tǒng)發(fā)展到大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓、高度自動(dòng)化的階段以及微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制技術(shù)的迅猛發(fā)展和日趨成熟，使得電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的研究和設(shè)計(jì)成為一個(gè)非?；钴S的領(lǐng)域。第一臺(tái)投入現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的是南京自動(dòng)化研究所(現(xiàn)國(guó)電自動(dòng)化研究院)研制的適用于大中型發(fā)電機(jī)的 WLT1型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，WLT1 型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器以 8位單板機(jī)為核心，采用 PID調(diào)節(jié)方式。中國(guó)電力科學(xué)研究院與南京自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的 WKKL1型微機(jī)雙自動(dòng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器選用 16位工業(yè)控制機(jī) CCSDK86，在控制規(guī)律上以 PID調(diào)節(jié)為主，同時(shí)引入了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）附加控制。華中科技大學(xué)與東方電機(jī)股份公司和葛洲壩電廠能達(dá)通用電器有限公司合作，開發(fā)研制了線性最優(yōu)和自適應(yīng)最優(yōu)微機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。國(guó)外的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器進(jìn)入實(shí)用也是在 20世紀(jì) 80年代，1989 年 7月日本東芝公司在日本八戶發(fā)電所投運(yùn)了雙微機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器；1990年 5月加拿大通用電器公司(CGE) 也開發(fā)出了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器；1993 年日本三菱公司投運(yùn)了 MEC5000型系列微機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。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(jì)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(diǎn)。這些電力系統(tǒng)穩(wěn)