楊德校

摘 要：本文研究的主要內(nèi)容是火電廠分布式控制系統(tǒng)，從分布式控制設(shè)計的相關(guān)理論出發(fā)，研究了基于相臂的硬件管理器設(shè)計方案，這在火電廠實際生產(chǎn)綜合自動化管理上有著很大的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：電氣控制系統(tǒng)；分布式控制系統(tǒng)；數(shù)據(jù)通信

一、分布式控制設(shè)計

分布式數(shù)字控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大致可以用下圖來表示：

火電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)中的硬件管理器主要是用來控制并實時監(jiān)控通信接口和功率模塊的運行情況，并根據(jù)這些實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來對系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，保證其可靠高效運行?，F(xiàn)階段有關(guān)硬件管理器性能提高的技術(shù)有很多，但就實際效果來看基于相臂的硬件管理器在使用過程中表現(xiàn)最佳。

二、發(fā)變組保護(hù)配置分析

（一）發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)方式選擇問題。現(xiàn)階段在理論界有關(guān)發(fā)電機(jī)相間短路、匝間短路等最佳保護(hù)方式探討中，支持最多的當(dāng)屬配置橫差保護(hù)。但由于大多數(shù)電廠機(jī)組的每相繞組均是按照兩相并聯(lián)設(shè)計的，導(dǎo)致中性點處有三個引出端子。這種結(jié)構(gòu)就是的我們在實際應(yīng)用過程中，不能進(jìn)行配置橫差保護(hù)。所以當(dāng)前國內(nèi)很多機(jī)組都是采用其他匝間保護(hù)方式，來限制因定子線圈匝間短路而燒壞鐵芯的情況，縱向零序電壓保護(hù)是目前使用較為廣泛的一種匝間保護(hù)方式。

（二）轉(zhuǎn)子接地保護(hù)。一點接地最大的威脅就在于，它會使得整個轉(zhuǎn)子電壓分布發(fā)生變化，進(jìn)而非常容易引起兩點接地。所以我們必須要對發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子接地保護(hù)進(jìn)行深入研究。通常情況下，發(fā)變機(jī)組會配置一套切換采樣轉(zhuǎn)子接地保護(hù)系統(tǒng)，而勵磁系統(tǒng)則會安裝一套注入式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)系統(tǒng)。雖然為了能夠可靠實現(xiàn)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)，兩套保護(hù)系統(tǒng)均會配置，但它們直接存在著相互干擾的關(guān)系，所以在實際運行過程中，兩者只能同時運行一套。

三、基于相臂的硬件管理器設(shè)計

基于相臂的硬件管理器是當(dāng)前該領(lǐng)域的重點研究課題，這種硬件管理器在實際使用中，既要注重系統(tǒng)運行靈活性，同時也要保證系統(tǒng)能夠從根本上簡化整個發(fā)電的控制和通信過程。干擾對于電路實際運行過程影響非常大，任何細(xì)微的干擾都有可能導(dǎo)致整個發(fā)電系統(tǒng)崩潰。我們在對干擾進(jìn)行研究時，不僅要分析控制干擾的方法，同時還要對其產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行深入研究，以期能夠找尋根本解決干擾的方式。就目前的研究結(jié)果來看，PEBB模塊中最容易受到干擾影響的是其控制芯片。所以我們在設(shè)計并制作電路板時，一定要將DSP和PLD等芯片遠(yuǎn)離干擾源。同時控制芯片的供電電路一定要配置去耦電容，保證所有與芯片直接聯(lián)系的控制信號均與去耦電容共用一個接地點，只有這樣設(shè)計才能夠盡可能的實現(xiàn)去耦目標(biāo)。

四、應(yīng)用管理器設(shè)計

對于硬件管理器而言，其主要控制對象就是整個系統(tǒng)的底層硬件。應(yīng)用管理器的存在保證了系統(tǒng)控制算法和邏輯更加具有針對性，本文在結(jié)構(gòu)上將應(yīng)用管理器分為三大塊：DSP芯片，PLD邏輯器件以及光線網(wǎng)絡(luò)通訊接口。其中使用的DSP芯片是ADSP21062，之所以使用這種芯片，是為了提高應(yīng)用管理器的計算量。應(yīng)用管理器的運行流程為：

應(yīng)用管理器DSP對硬件管理器的控制是由中斷服務(wù)程序來執(zhí)行的，如果應(yīng)用管理器DSP測量到SYNC模塊中有較大信號，那么DSP就會啟動中斷操作。

五、分布式系統(tǒng)上層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

相較于普通意義上的電力電子系統(tǒng)而言，分布式電力電子系統(tǒng)中的DC/DC、DC/AC、AC/AC變流器是廣泛分布于大型自動控制系統(tǒng)直流母線當(dāng)中的。系統(tǒng)所需要執(zhí)行的每一個操作，均是由這些變流器共同協(xié)作完成的。很多情況下，系統(tǒng)運行穩(wěn)定性以及變流器通信效率都與系統(tǒng)最上層通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有著直接關(guān)系。系統(tǒng)中變流器運行方案就是通過該網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互連接，并在以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)之上不斷優(yōu)化而得。，

結(jié)語：火電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)建是一個非常復(fù)雜的工程，它涉及到多方面學(xué)科，譬如，電氣、通信、自動化等等。本文只是將該系統(tǒng)中的幾個重要組成部分進(jìn)行了簡單介紹，很多細(xì)節(jié)上的內(nèi)容并沒有進(jìn)行更為深入的研究。在今后的工作中，筆者將繼續(xù)致力于該領(lǐng)域的研究工作，以期能夠獲得更多有價值的研究成果。

參考文獻(xiàn)：

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