本文關(guān)鍵詞：PMU動態(tài)性能檢測裝置的研制

  更多相關(guān)文章： PMU動態(tài)性能檢測裝置 DSP 波形仿真 高速功放 過載保護

【摘要】：我國互聯(lián)電網(wǎng)的規(guī)模正在逐步擴大,全國電網(wǎng)的互聯(lián)給電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行帶來巨大挑戰(zhàn)。廣域電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(WAMS)以同步相量測量裝置(PMU)為基本單元,對全網(wǎng)各關(guān)鍵點運行狀態(tài)進行全面而準確的實時監(jiān)測,為整個互聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了重要保障。PMU采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接影響到廣域監(jiān)測主站系統(tǒng)分析控制結(jié)果的準確性及有效性,因此PMU裝置在入網(wǎng)后必須對其進行定期檢測,以確保其性能良好,能繼續(xù)有效可靠的完成監(jiān)測工作。本課題研制的PMU動態(tài)性能檢測裝置在上位機軟件操作下可以實現(xiàn)對PMU裝置包括諧波影響、幅度調(diào)制、頻率調(diào)制、低頻振蕩分析以及階躍響應(yīng)等在內(nèi)的動態(tài)性能全面而有效的檢測。檢測裝置采用了雙DSP架構(gòu)設(shè)計,其中DSP1負責(zé)完成包括網(wǎng)絡(luò)通信、接收GPS報文以及主控作用在內(nèi)的工作,DSP2則用于產(chǎn)生包括余弦波形、諧波波形、調(diào)幅波形、調(diào)頻波形以及仿真波形在內(nèi)的信號。整個檢測裝置由通信控制模塊、波形產(chǎn)生模塊、GPS接收機模塊、高速功放模塊、采集模塊和過載保護模塊組成。通信控制模塊采用以太網(wǎng)控制器CS8900A實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信,接收上位機下發(fā)的各種指令和參數(shù);通過串口接收GPS報文獲取時間信息;使用雙口RAM完成雙DSP間的數(shù)據(jù)交互。波形產(chǎn)生模塊使用GPS秒脈沖(1PPS)作同步信號,利用查表法和波形數(shù)學(xué)模型取得波形數(shù)據(jù),再通過16位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC8820實現(xiàn)模擬信號的輸出。波形產(chǎn)生模塊輸出的弱信號經(jīng)高速功放模塊放大后輸出。過載保護模塊能在輸出過載時切斷供電以保護功放芯片。本論文首先介紹了本課題的背景和意義,整理了目前國內(nèi)外關(guān)于同步相量測量技術(shù)、PMU裝置應(yīng)用以及檢測的現(xiàn)狀。然后根據(jù)國家相關(guān)檢測規(guī)范提出本課題所研制的PMU動態(tài)性能檢測裝置應(yīng)具備的功能和所要達到的性能指標(biāo),并介紹相關(guān)功能實現(xiàn)的方法。接著對整個檢測裝置的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計進行詳細說明。最后介紹了硬件和軟件調(diào)試過程,發(fā)現(xiàn)和解決各種問題,最終組裝調(diào)試完成整個檢測裝置,并對其進行測試,對相關(guān)測試結(jié)果進行了詳細的記錄。測試結(jié)果表明,所提出的各項功能和指標(biāo)均已實現(xiàn)并達到要求,所研制的PMU動態(tài)性能檢測裝置具有廣闊的市場前景。
【關(guān)鍵詞】：PMU動態(tài)性能檢測裝置 DSP 波形仿真 高速功放 過載保護
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM73;TM76
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容13
• 1.4 課題結(jié)構(gòu)安排13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第2章 PMU動態(tài)性能檢測裝置功能實現(xiàn)15-23
• 2.1 PMU動態(tài)性能檢測裝置概述15-17
• 2.1.1 檢測方法選擇15-16
• 2.1.2 檢測裝置的主要功能和特點16-17
• 2.1.3 檢測裝置的性能指標(biāo)17
• 2.2 PMU動態(tài)性能檢測所需波形實現(xiàn)17-22
• 2.2.1 諧波疊加功能實現(xiàn)17-18
• 2.2.2 調(diào)幅和調(diào)頻波形實現(xiàn)18-20
• 2.2.3 波形仿真功能實現(xiàn)20-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第3章 PMU動態(tài)性能檢測裝置的硬件設(shè)計23-43
• 3.1 硬件系統(tǒng)整體構(gòu)架23-24
• 3.2 DSP最小系統(tǒng)設(shè)計24-26
• 3.2.1 電源電路設(shè)計24
• 3.2.2 時鐘電路設(shè)計24-25
• 3.2.3 復(fù)位電路設(shè)計25-26
• 3.2.4 JTAG電路設(shè)計26
• 3.3 通信控制模塊電路設(shè)計26-31
• 3.3.1 GPS接收模塊通信接口電路設(shè)計26-28
• 3.3.2 以太網(wǎng)通信接口電路設(shè)計28-30
• 3.3.3 雙口RAM與DSP通信接口電路設(shè)計30-31
• 3.4 波形產(chǎn)生模塊電路設(shè)計31-36
• 3.4.1 D/A轉(zhuǎn)換電路設(shè)計32-34
• 3.4.2 信號調(diào)理電路設(shè)計34-35
• 3.4.3 抗干擾電路設(shè)計35-36
• 3.5 高速功放電路設(shè)計36-38
• 3.5.1 電壓功放電路設(shè)計36
• 3.5.2 電流功放電路設(shè)計36-38
• 3.6 過載保護電路設(shè)計38-41
• 3.6.1 過壓檢測電路設(shè)計39
• 3.6.2 過流檢測電路設(shè)計39-40
• 3.6.3 邏輯控制電路設(shè)計40-41
• 3.7 本章小結(jié)41-43
• 第4章 PMU動態(tài)性能檢測裝置的軟件設(shè)計43-63
• 4.1 軟件系統(tǒng)整體構(gòu)架43-44
• 4.2 DSP軟件開發(fā)環(huán)境介紹44-45
• 4.3 通信控制模塊程序設(shè)計45-57
• 4.3.1 通信控制模塊主程序設(shè)計45-46
• 4.3.2 GPS報文串口接收中斷程序設(shè)計46-49
• 4.3.3 CS8900A以太網(wǎng)控制器驅(qū)動子程序設(shè)計49-56
• 4.3.4 GPS秒脈沖中斷程序設(shè)計56-57
• 4.4 波形產(chǎn)生模塊程序設(shè)計57-62
• 4.4.1 波形產(chǎn)生模塊主程序設(shè)計58
• 4.4.2 GPS秒脈沖同步中斷程序設(shè)計58-60
• 4.4.3 定時波形產(chǎn)生中斷程序設(shè)計60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第5章 檢測裝置調(diào)試與結(jié)果分析63-81
• 5.1 檢測裝置總體調(diào)試63-65
• 5.1.1 硬件調(diào)試63-64
• 5.1.2 軟件調(diào)試64-65
• 5.2 試驗結(jié)果與誤差分析65-80
• 5.2.1 檢測裝置靜態(tài)輸出性能測試68-71
• 5.2.2 檢測裝置輸出信號與GPS秒脈沖同步性測試71-72
• 5.2.3 檢測裝置輸出突變信號功能測試72-74
• 5.2.4 檢測裝置輸出仿真波形和調(diào)幅調(diào)頻波形測試74-77
• 5.2.5 檢測裝置模擬輸出故障波形測試77-80
• 5.2.6 誤差分析80
• 5.3 本章小結(jié)80-81
• 第6章 總結(jié)與展望81-83
• 6.1 總結(jié)81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻83-85
• 發(fā)表論文及參加科研說明85-86
• 致謝86-87
• 附錄87-88

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