电力系统实时相角测量高速数据采集卡设计

为实时相角测量装置开发了基于Compact PCI总线的高速数据采集卡。采用多路模拟量同步采样方式，在采样触发环节引入数字锁相环，使采集卡在电网频率改变时能自适应调节采样频率，实现每周期等相位触发采样，提高了采样精度。采集卡数据传输总线采用Compact PCI总线．使系统具备了可热插拔、易于扩展和通用性强等特点。在QNX实时操作系统平台上开发了数据采集软件，提高了数据采集系统的实时性。     

基于Beowulf集群的大电力系统可靠性评估蒙特卡罗并行仿真

研究了大电力系统可靠性评估并行仿真问题:分别采用状态采样法和系统状态转移采样法进行Monte-Carlo并行仿真。建立了与收敛判据相结合的任务分配拓扑结构,并根据2种采样方法的不同需要采用了不同的伪随机数生成方式,详细地分析了配合收敛控制的异步模拟过程,最后基于构建的Beowulf集群环境进行测试系统的可靠性评估计算。2种Monte-Carlo并行仿真方法均得到较高的加速比和并行效率,其可靠性指标的计算结果亦与串行环境下得到的结果基本保持一致。该文所做工作是对国外若干电力系统可靠性评估并行仿真研究的深入和发展。     

抽水蓄能静止变频器升压变差动保护幅值计算

大型抽水蓄能电站水泵工况运行时多采用高低高结构静止变频器启动方式,输出升压变工作频率在５~５０Hz范围内变化,常规差动保护方式不再适用。基于傅里叶算法差动保护原理提出了一种适应于频率宽范围变化的幅值计算方式,采用固定的采样频率,实时根据机端电压测算频率,并计算参与傅氏运算的采样点步长,通过插值计算参与傅氏运算的采样值,根据当前周期值实时调整采样点数,确保响应速度与工频条件下相当。通过仿真验证了该方法的准确性。     

基于CPCI总线的电力系统实时相角测量高速数据采集系统

电力系统实时相角测量技术为电力系统动态监控提供了重要手段。数据采集是实时相角测量系统中的重要环节。本文介绍了一种高速数据采集系统,它基于高速、高性能、可热插拔的CPCI总线,采用了多路同步采样方式,在采样触发环节引入了数字锁相环,数据采集软件基于QNX实时操作系统。整个系统具有很高的实时性,在电网频率改变时能自适应调节采样频率,提高了采样精度,具有一定的可扩展性、可移植和通用性。     

级联型逆变器的多速率采样直接转矩控制算法

为了解决三相异步电机电磁转矩和定子磁链脉动大以及开关频率变化等问题,提出了一种基于相移空间矢量调制的多速率采样直接转矩控制算法。在同一个数字信号处理器中,采用两种采样周期,一种用于数据采集和速度、转矩、磁链估计的基本采样周期;另一种用于速度、转矩、磁链误差的处理和执行相移空间矢量控制算法。逆变器主电路采用H桥级联式拓扑结构,具有高质量输出波形,低共模电压,低谐波等特点。仿真及实验结果验证了该算法的可行性。     

电能质量监测装置中数据采集模块的设计与实现

根据高精度电能质量监测装置的实际应用需要,对比分析了交流采样中软件同步采样与硬件同步采样对前端信号精度的影响。采用硬件同步采样技术,设计了电能质量监测装置数据采集模块。给出了基于AD I公司的AD7656的数据采集模块的设计电路,以满足实际应用中电能质量监测装置对前端信号精度的要求。该模块已应用于实际监测装置中,并获得了良好的效果。     

基于FPGA的配电网暂态实时仿真研究(一):功能模块实现

随着配电网技术的发展,有源配电网及其数字仿真技术受到越来越多的重视。现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)具有高度硬件并行结构、资源丰富、运行频率高、成本低等优点。面向有源配电网的仿真需求,提出基于FPGA的暂态实时仿真器的计算求解框架,并给出基本无源元件、线路、电源、断路器等多个关键功能模块的硬件实现方式。所提暂态实时仿真方法,充分利用FPGA具有的高度并行特性以及流水线结构,采用浮点数运算保证数值精度,为后续基于FPGA的有源配电网暂态实时仿真系统的进一步开发奠定了基础。     

一种新型多路同步数据采集卡的设计与实现

介绍了一种用于故障录波的新型多路同步数据采集卡的原理和软硬件实现方法。该数据采集卡采用接受GPS触发方式,可实现24路信号的同步采样,采样速率为单通道最高为250ksps,采样精度为16位。该装置可以通过基于FPGA的硬件在系统可编程技术根据录波对象的不同而方便地管理采样通道,PCI总线接口保证了其实时性和通用性。     

箱式变电站的智能数据采集系统

依据数据采集系统用于配电网中35/0.4 kV、10/0.4 kV箱式变电站中,可实现远方集中控制和监测的特点,设计了以80C196 KC单片机为核心的智能数据采集系统(简称数采系统)。数采系统由电压形成、前置模拟低通滤波器、多路开关、模/数(AD)转换及过零检测等模块组成。采用比较式数采系统,选用顺序采样、依次转换的采样方式,芯片为逐次逼进型AD MAX197;数采系统用交流采样,选用软件同步采样方式。为减小误差,系统设计了频率测量子程序,利用80C196 KC产生的高速中断测量电网周期,从而计算出采样间隔时间,保证精确采样。根据电网频率的变化修正定时器的中断常数实现电网周期的跟踪。试验结果表明,所设计的数据采集系统符合要求。     

基于FPGA的ADS1251实现

针对土木工程中的结构健康监测传感器信号数量多、类型多,由VHDI语言在FPGA上实现ADS1251嵌入式监测仪,其特点具备8个ADS1251同步并行采样、采样频率可设、以及24位采样精度。本设计内容包括ADS1251的硬件实现电路、逻辑时序驱动、同步采样和采样数据缓存模块。测试结果表明由FPGA能方便地实现多个ADS1251同步并行采样、精度高、设计灵活等优点,使得监测仪具有很强应用前景。     

起重机驱动装置冷却结构设计及温升运行特性分析

起重机用新型驱动装置采用外转子结构,且相对于传统起升机构的一体化程度更高,易造成定子绕组散热困难。有别于传统电机设备的断续工作制,对温升计算提出了新的问题。根据设备特点,设计空心轴风冷的冷却结构。基于流体力学和传热学基本原理,建立流固耦合数学模型。以一台额定功率为90 kW的驱动装置为例,通过计算流体力学软件及其嵌入的自定义函数,依据传统起重机械设计要求的机构工作级别和极限操作工况,进行编程及模拟仿真。将温升计算结果与同等条件下试验数据进行对比,验证计算方法的科学性,并分析冷却机构的合理性,最终结果为后续起重机驱动装置的散热研究提供参考依据。     

基于Simulink与硬件的实时数据采集系统的实现

为了利用 MATLAB/Simulink的强大功能,补充Simulink的I/O设备驱动模块库,实现实时仿真及快速原型化系统设计,提出了基于Simulink与硬件的实时数据采集系统的实现。电力系统中经常会用到数据采集卡实时采集数据,例如采用研华PCL-836采集卡测量发电机组的频率等,但是在Simulink中没有提供该板卡的驱动模块。介绍了在xPC环境下,如何用 C-MEX S-Function编写硬件的驱动程序,作为硬件与软件的接口,并结合实际应用,构建基于Simulink与硬件的双机模式实时数据采集系统。主机中Simulink通过编写的驱动程序,驱动安装在目标机上的硬件采集外部的输入信号,进而就可以实时地完成数据采集和分析功能,该方法可以应用到发电机组测频等实际工程应用领域。     

基于Simulink的硬件嵌入式实时仿真设计及应用

为了利用Matlab的强大功能实现在线实时仿真,提出了基于Simulink的硬件嵌入式实时仿真系统。在分析S—Function模块硬件驱动原理的基础上,介绍了用C语言编写S—Function函数,以调用设备驱动程序操作采集卡。论述了调试建立S—Function模块的过程。在仿真模型中该模块作为信源模块,解决了仿真过程中在线实时数据采集的问题,给出基于该模块的IEC推荐的闪变仪的设计模型和实验结果,论证了该仿真系统的可行性。该方法普遍适用于各种数据采集卡。     

Balancing device stresses by fundamental cancellation

The technique of harmonic cancellation relies on destructive interference of specific Fourier components between two or more similar but phase-displaced waveforms. The components eliminated are traditionally harmonics of the basic operating frequency. However, there is a no inherent reason why the fundamental cannot be eliminated. The intuitively repellent concept can be advantageously employed to balance device (current fed converter) stresses in single-phase applications. A typical application is examined by simulation to illustrate that traditional methods can result in unbalanced conditions. A method is described for deriving suitable waveforms for fundamental elimination. The simulation is repeated with the selected waveforms to show that balance has been restored     

介绍无功补偿的计算机仿真技术和仿真公式

该文通过最基本的晶闸管整流装置控制的直流负载的仿真,来介绍仿真技术的基本原理,基本方法,同时介绍了FC TCR电路的基本原理和公式。     

UPFC换流阀模块测试装置的研制及应用

针对新兴的统一潮流控制器(UPFC)工程的分级调试,提出一种自动调试的方法,设计了一种测试装置,专门解决换流阀子模块的工程调试。测试装置由测试管理单元和测试执行单元两部分组成,测试管理单元通过内部分布式总线控制测试执行单元,是测试的核心;测试执行单元包括阀控模拟模块、采集模块和能量控制模块。阀控模拟模块模拟阀控装置的通信协议,控制子模块进行功能测试同时进行状态监测,采集模块采集子模块相关的电压状态,能量控制模块给换流阀子模块进行供电,用于测试子模块的充放电逻辑;测试管理单元配置测试执行单元模拟的阀控协议、子模块的拓扑结构等参数以控制测试的功能和流程,测试管理单元结合采集信息和通信状态信息共同辅助进行测试判断,测试结束给出完整的报告,完成UPFC换流阀子模块的自动调试,工程实际表明该方法完全适用于现场验收测试以及出厂调试的需要。     

基于预测模型的STATCOM功率控制策略建模与仿真

将基于预测模型的功率控制策略(Predictive power control,PPC)应用于静止同步补偿器(Static synchronous compensator,STATCOM)中,来解决传统直接功率控制策略中存在的功率脉动过大、开关频率不固定等问题。在分析STATCOM基本结构的基础上,结合实际数字处理系统离散运行的特点,推导出STATCOM系统的功率预测方程,构建一个使k+1采样点功率跟踪误差最小为目标的占空比求取函数,然后利用SVPWM技术调制出波形控制(Voltage source inverter,VSI),以达到系统的稳定运行。最后,使用Matlab搭建了STATCOM系统仿真模型,仿真结果表明所提PPC策略有效地抑制了系统的功率脉动、恒定系统的开关频率,同时其保留了传统DPC策略高动态响应的优异特性。     

基于MSP430在三相交流电监测系统中的应用

介绍了以MSP430F149单片机为核心,一种实现电力参数交流采样技术的基本算法,并对其硬件和软件的结构进行了详细地阐述.该监测设备结构简单、误差小、测量精确、价格低,可以作为测试仪器使用,也可以作为监控装置.     

基于小波包分析的配电网故障选线新方法

提出了基于小波包分析的配电网故障选线新方法用于解决低频采样零序电流信号因发生不同程度的能量衰减而导致的选线错误问题。当发生单相接地故障时,分别对零序电流信号进行低频采样和高频采样,计算高频采样零序电流信号的首波头极性和最大值以及低频采样零序电流信号的最大值,以此为依据对低频采样的零序电流信号做增强处理,然后利用小波包分析方法对增强的信号进行小波包分解,根据能量最大的原则实现故障选线。基于上述原理研制了配电网接地选线装置,给出了装置的硬件结构及软件流程。分别针对零序电流信号能量衰减严重和极性检测错误的情况进行仿真试验。结果表明,该方法有效地提高了小电流接地选线的准确性。     

基于小波包分析的配电陬故障选线新方法

提出了基于小波包分析的配电网故障选线新方法用于解决低频采样零序电流信号因发生不同程度的能量衰减而导致的选线错误问题。当发生单相接地故障时．分别对零序电流信号进行低频采样和高频采样．计算高频采样零序电流信号的首波头极性和最大值以及低频采样零序电流信号的最大值．以此为依据对低频采样的零序电流信号做增强处理．然后利用小波包分析方法对增强的信号进行小波包分解，根据能量最大的原则实现故障选线。基于上述原理研制了配电网接地选线装置，给出了装置的硬件结构及软件流程。分别针对零序电流信号能量衰减严重和极性检测错误的情况进行仿真试验。结果表明．该方法有效地提高了小电流接地选线的准确性．