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中国地质大学（北京）现代远程教育专科实习报告题目电力系统智能稳定器PSS的设计学生姓名刘浩批次1403专业电气工程及其自动化学号1419011910068学习中心知金北京学习中心2016年3月摘要随着社会的发展,电力系统的规模也在不断的扩大,重负荷远距离输电线路也在不断的增多,快速励磁系统以及快速励磁调节器得到普遍运用,这些都使得电力系统低频振荡问题日益突出,因此研究低频振荡问题对电力系统稳定产生的影响也日渐重要。发电机励磁控制向来是受人们关注的保障电力系统稳定运行的重要手段。在此背景下,人们采用电力系统稳定器(PowerSystemStabilizers,即PSS)作为励磁系统的附加控制。在发电机的励磁系统中，电力系统稳定器是其重要的组成部分。它直接影响发电机的运行特性，对电力系统的安全稳定运行有着重要的影响。电力系统规模的不断增大，系统结构和运行方式的日趋复杂，对发电机电力系统稳定器运行的可靠性、稳定性、经济性和灵活性提出了更高的要求。本文正是根据这些要求以及电力系统稳定器的国内外发展趋势，研究和设计了以TMS320F2812芯片为控制核心的电力系统稳定器。基于TMS320F2812的电力系统稳定器能够在较大的电力系统运行范围内向系统提供充分的阻尼，抑制低频振荡，提高系统的稳定性。关键词：电力系统稳定器低频振荡TMS320F2812移相触发ABSTRACTWiththedevelopmentofthesociety,thesizeofpowersystemisexpanding.Heavy-loadandlong-distancetransmissionlinesareincreasingconstantly,andthefastexcitationsystemandAVRarewidelyused.AllthedevelopmentmakestheproblemofPowerSystemLowFrequencyOscillationmoreandmoresignificant.Therefore,itisimportanttostudyonhowthelowfrequencyoscillationinfluence,thepowersystemstability.Excitationcontrolhasalwaysbeenanimportantmeansofattentiontotheprotectionofpowerstabilityofthesystem.Inthiscontext,itisthepowersystemstabilizer(PowerSystemstabilizersPSS)asanadditionalcontroloftheexcitationsystem.Thegeneratorexcitationsystem,excitationcontrollerisanimportantpart.Itaffectstheoperationcharacteristicsofgeneratordirectlyandisveryimportanttosafeandstableoperationofthepowersystem.Withtheincreasingpowerofthelargescaleofthesystemandthesystemstructureandoperationmodeofincreasinglycomplicated,thepowersystemrequiresthatthegeneratorexcitationcontrollerhashigherreliability,stability,economyandflexibility.Accordingtothetheserequirements,aswellasthedevelopmenttrendbothhereandabroad,thispaperresearchesanddesignsexcitationcontrollerofgeneratorbyTMS320F2812chipasthecontrolcenter.withinthelimitsofthesystemtoprovideadequatedampingpowersystemstabilizerbasedonTMS320F2812suppresslow-frequencyoscillationandimprovethestabilityofthesystem.KEYWORDS:powersystemstabilizerLow-frequencyoscillationMS320F2812Phase-shifttrigger目录1引言...................................................71.1电力系统稳定器....................................71.2电力系统稳定器国内外研究现状......................71.3电力系统稳定器发展趋势............................81.4本课题研究意义....................................82电力系统低频振荡机理..................................32.1电力系统低频振荡..................................32.2电力系统数学模型分析方法..........................42.3电力系统低频振荡分析模型..........................52.4影响阻尼的因素及解决措施..........................63电力系统稳定器的工作原理..............................83.1电力系统稳定器抑制低频振荡的原理..................83.2电力系统稳定器的输入信号..........................93.3PSS的传递函数.....................................94电力系统稳定器的结构.................................164.1电力系统稳定器的结构图...........................164.1.1TMS320F2812芯片介绍..............................114.1.2TMS320F2812引脚介绍............................114.2模拟量输入通道...................................174.2.1交流信号采集调理电路........................194.2.2直流信号采集调理电路........................204.2.3ADC采样模块................................204.3开关量输入输出单元...............................214.3.1开关量输入通道..............................224.3.2开关量输出通道..............................234.4同步检测及移相触发单元...........................174.4.1同步信号的检测..............................184.4.2移相脉冲的形...............................194.4.3脉冲功率放大电路............................194.4.4脉冲故障检测单元............................264.5其它硬件模块.....................................285电力系统稳定器的软件设计...............................295.1电力系统稳定器软件总体设计思想....................295.2主程序设计.......................................295.2.1系统初始化模快..............................295.2.2电量计算模块................................245.2.3控制调节模块................................275.2.4限制保护模块................................295.3中断程序设计.....................................375.3.1同步信号捕获中断............................375.3.2移相脉冲中断................................335.3.3AD转换完成中断.............................375.4软件可靠性设计...................................38结论....................................................39致谢..................................................42参考文献.............................................43引言1.1电力系统稳定器电力系统稳定器（powersystemstabilizer，PSS）是一种安装在发电机自动电压调节装置上用于改善电力系统动态稳定性的附加励磁控制装置。它在励磁电压调节器中引入领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼转矩去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用，用于提高电力系统阻尼和解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。PSS抽取与此振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理，产生的附加信号加到电力系统稳定器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩。1.2电力系统稳定器国内外研究现状近年来，随着电力系统发展到大电网、大机组、超高压、高度自动化的阶段以及微电子技术、计算机技术及控制技术的迅猛发展和日趋成熟，使得电力系统稳定器的研究和设计成为一个非常活跃的领域。我国电力系统稳定器的研究和设计比较早，80年代初就有一些电力科研单位和高校开始研制电力系统稳定器[4][8]。第一台投入现场运行的是南京自动化研究所(现国电自动化研究院)研制的适用于大中型发电机的WLT-1型电力系统稳定器，WLT-1型电力系统稳定器以8位单板机为核心，采用PID调节方式。福州大学于1990年研制出SMER-C型微机电力系统稳定器，采用8位8051单片机，具有多种调节、控制和限制功能，用于福建省内的大部分中小型发电机组。中国电力科学研究院与南京自动化设备厂合作研制的WKKL-1型微机双自动电力系统稳定器选用16位工业控制机CCSDK-86，在控制规律上以PID调节为主，同时引入了电力系统稳定器（PSS）附加控制。清华大学与哈尔滨电机厂合作，研制了全数字式电力系统稳定器，采用STD总线结构或8098单片机结构，控制规律采用PID调节方式、PSS附加控制、线性最优励磁控制（LOEC）和非线性励磁控制（NEC），四种调节规律具备完善的保护、限制、报警功能。华中科技大学与东方电机股份公司和葛洲坝电厂能达通用电器有限公司合作，开发研制了线性最优和自适应最优微机电力系统稳定器。经过多年的努力，国内的一些院校、研究所和公司在电力系统稳定器的设计、生产和运行方面已经积累了丰富的经验，电力系统稳定器的优良性能在实际生产运行中也日益