高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统，变压器隔离开关和电网检测装置与变压器相连接；负载隔离开关和负载检测装置用于与负载相连接；电网检测装置和负载检测装置将多路电压和电流信号作为电网检测信号数据送入信号采集分析装置；信号采集分析装置分析计算出关于电网谐波与无功有害电力的电网信号数据与参数，并送入主控制器；主控制器计算出电网调压补偿控制器和电网系统保护控制器的控制指令与电网及负载运作状态信号；电网调压补偿控制器和电网系统保护控制器根据控制指令，分别控制驱动电网调压补偿装置和变压器隔离开关与负载隔离开关，执行电网调压与保护操作。本发明专利技术实现智能电网监控调压补偿与保护控制。

Intelligent monitoring, voltage regulation compensation and protection control system for high-speed DSP control network

The invention provides a high-speed DSP control network intelligent monitoring voltage regulation compensation and protection control system, a transformer disconnector and a power grid detection device are connected with a transformer, a load disconnector and a load detection device are used for connecting with a load, and a power grid detection device and a load detection device are used for multi-channel voltage and current signals. The signal acquisition and analysis device analyzes and calculates the power grid signal data and parameters about harmonic and reactive power harmful power, and sends them to the main controller; the main controller calculates the control instructions of the voltage regulation compensation controller and the protection controller of the power grid system and the power grid. According to the control instructions, the power grid voltage regulation compensation controller and the power grid system protection controller respectively control and drive the power grid voltage regulation compensation device and the transformer isolation switch and the load isolation switch to perform the power grid voltage regulation and protection operation. The invention realizes the monitoring and compensation and protection control of smart grid.

【技术实现步骤摘要】
高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统
本专利技术涉及电网智能监测与系统保护控制
，具体地，涉及一种高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统。
技术介绍
随着我国钢铁铝金属冶炼工业与高速电车铁路的高速发展，中国钢铁铝等金属产量已发展为世界产量的50％以上，高速电车铁路发展速度为世界第一。由于金属冶炼系统采用的电弧炉或高频炉冶炼系统或电解冶炼系统，铁路电车频繁启动与调相变速运行的特殊性，产生大量的高次谐波与无功有害电力，对电网造成极大的冲击与干扰，严重的影响电网的安全与稳定性。因此提高电网检测监控与系统安全保护已成为现代电网中的重要课题。经过检索发现：1.公开号为CN102353831A的专利名称为《一种保护电网安全运行的地磁暴检测预警系统》,包括带中性线的变压器的电网,其特征在于它包括电流传感器、电流信号调理模块、数据采集卡、计算机、驱动单元、报警装置、保护装置和显示存储模块；其中所述驱动单元包括保护驱动装置和报警驱动装置；所述电流传感器的输入端采集变压器中性线上的电流信号,其输出端连接电流信号模块的输入端；所述计算机与数据采集卡呈双向连接,其输出端与显示存储模块的输入端连接；所述保护驱动装置和报警驱动装置的输出端分别连接保护装置和报警装置。但不能对高压电网与负载进行检测与保护。2.专利编号为201710859922专利名称为《一种直流换流站控保系统CAN总线报文捕捉装置和方法》,专利技术属于直流输电控制保护设备，涉及一种直流换流站控保系统CAN总线捕捉装置和方法。目前国内在运的换流站中，采用MACH2系统的现场通信总线主要有CAN总线和TDM总线两种，故障分析手段主要依靠查阅软件逻辑、更换故障硬件、测量模拟量与开关量等方法。通过查阅软件逻辑、更换故障硬件、测量模拟量与开关量等手段仅能发现相关硬件故障或软件逻辑缺陷，在这些直流工程中，CAN总线故障通常不易确定故障原因，无法发现CAN总线网络过载或负载突变等缺陷。3.专利编号为201711128945专利，名称为《一种真双极柔性直流输电工程的单极故障隔离系统》，其包括送端换流站、受端换流站及其控制保护系统，其特征在于：其包括一故障隔离装置，所述故障隔离装置包括依次设置在由所述送端换流站和受端换流站内的极I的MMC下桥臂引出的中性母线上的电流互感器和中性母线区、由所述送端换流站和受端换流站内的极II的MMC下桥臂引出的另一中性母线上的另一电流互感器和极II中性母线区、以及设置在与两中性母线出口相连的金属回线上的中性线差动保护装置；但该专利不能对高压电网与负载进行检测与检测与保护。综上所述，钢铁铝金属冶炼系统与高速电车铁路复杂动态瞬时变化电力系统与大电网的远距离检测与监控、电网瞬时突变负荷所产生的冲击与电网电压波动的抑制与调压补偿、电网在超过极限状态的限定与异常或故障状态评定与电网系统保护，电网通信系统与控制系统的干扰信号抑制与剔除等问题，已成为电网与高速电车铁路技术中亟待解决的问题。目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统，来完善广域电网电压不平衡调节和遥测监控与保护。本专利技术基于多DSP控制，根据国家电网、金属冶炼系统与电车铁路牵引电网的特殊性，采用如下技术方案，实现智能电网监控调压补偿与保护控制。本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统，设置于电网中，包括变压器、变压器隔离开关、负载隔离开关、电网检测装置、负载检测装置、信号采集分析装置、电网调压补偿控制器、电网调压补偿装置、电网系统保护控制器以及主控制器；其中：所述变压器隔离开关和所述电网检测装置分别与变压器相连接；所述负载隔离开关和所述负载检测装置用于与负载相连接；所述电网检测装置、负载检测装置以及调压补偿检测装置分别将检测输出的多路电压和电流信号作为电网检测信号数据送入所述信号采集分析装置；所述信号采集分析装置根据多路电压和电流信号，分析计算出关于电网谐波与无功有害电力的电网信号数据与参数，并送入所述主控制器；所述主控制器根据电网信号数据与参数，计算出所述电网调压补偿控制器和所述电网系统保护控制器的控制指令与电网及负载运作状态信号；所述电网调压补偿控制器和所述电网系统保护控制器根据控制指令，分别控制驱动电网调压补偿装置和变压器隔离开关与负载隔离开关，执行电网保护操作。优选地，所述关于电网谐波与无功有害电力的电网信号数据与参数包括：电网电流电压的谐波成分、有功功率、无功功率、功率因数、COSφ、三相电流电压的不平衡度等。优选地，当电网电压出现波动时，所述电网调压补偿控制器根据电网电压波动变化，计算出所述调压补偿装置的操作值，进而控制驱动调压补偿装置，对变压器输出电压进行调整，对电网电压波动进行抑制与补偿。优选地，当电网或负载运行状态超过设定范围或超过极限、或出现异常或故障时，所述电网系统保护控制器根据电网检测信号数据、电网及负载运行状态信号以及电网保护控制规程，计算出电网与负载的调节控制指令，并分别控制驱动所述变压器隔离开关和所述负载隔离开关执行电网保护操作。优选地，控制驱动所述变压器隔离开关与所述负载隔离开关执行电网保护的操作，包括如下任意一项或任意多项：-当电网出现过电压、过电流或三相电压与电流不平衡时：电网系统保护控制器控制负载隔离开关对三相负载进行调节；-当电网或负载出现过电压、过电流或超过电网规定限定时：电网系统保护控制器根据电网保护控制规程，控制驱动调压补偿装置，调节变压器输出电压；或，电网系统保护控制器操作所述负载隔离开关进行负载调节，减小负载电流与容量；-当电网或负载出现异常或故障时：电网系统保护控制器根据电网保护控制规程，控制驱动变压器隔离开关或负载隔离开关断开，切除故障点，使电网、负载以及调压补偿装置得以保护，使电网安全运行。优选地，每一台变压器能够向多台负载供电。优选地，所述主控制器采用高速DSP与运算器，进一步地，采用型号为TMS320F-DSP的主控制器。优选地，所述主控制器包括集成的双端口静态RAM运算随机存储区、控制信号线、VO地址线和数据线端口，并具有双端口存取功能及标志器功能，采用信号标志器仲裁方式，识别控制双端口的主从DSP读写访问控制时，识别多DSP各自需求的写人和读出的期望值，解决数据访问冲突问题与对数据访问的逻辑仲裁。优选地，所述控制信号线为两个，并分别独立。优选地，还包括如下任意一个或任意多个部件：-数据显示器，所述数据显示器与主控制器相连接，接收电网及负载运作状态信号，并实时显示电网及负载运作状态；-通信报警装置，所述通信报警装置分别与主控制器和电网监控系统相连接，接收电网及负载运作状态信号，并当电网或负载运作状态超过设定范围或超过极限、或出现异常或故障时，实时向电网监控系统发出报警信号；-电网监控系统，所述电网监控系统与主控制器相连接，接收电网及负载运作状态信号，并实时监控电网及负载运作状态。本专利技术结构合理、同步并行控制性能好，检测计算控制执行延迟时间小，响应速度快、动态跟随控制性能好，运行稳定可靠，安全保护性能好，可适用于国家电网、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统，设置于电网中，其特征在于，包括变压器、变压器隔离开关、负载隔离开关、电网检测装置、负载检测装置、信号采集分析装置、电网调压补偿控制器、电网调压补偿装置、电网系统保护控制器以及主控制器；其中：所述变压器隔离开关和所述电网检测装置分别与变压器相连接；所述负载隔离开关和所述负载检测装置用于与负载相连接；所述电网检测装置、负载检测装置以及调压补偿检测装置分别将检测输出的多路电压和电流信号作为电网检测信号数据送入所述信号采集分析装置；所述信号采集分析装置根据多路电压和电流信号，分析计算出关于电网谐波与无功有害电力的电网信号数据与参数，并送入所述主控制器；所述主控制器根据电网信号数据与参数，计算出所述电网调压补偿控制器和所述电网系统保护控制器的控制指令与电网及负载运作状态信号；所述电网调压补偿控制器和所述电网系统保护控制器根据控制指令，分别控制驱动电网调压补偿装置和变压器隔离开关与负载隔离开关，执行电网保护操作。

【技术特征摘要】
1.一种高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统，设置于电网中，其特征在于，包括变压器、变压器隔离开关、负载隔离开关、电网检测装置、负载检测装置、信号采集分析装置、电网调压补偿控制器、电网调压补偿装置、电网系统保护控制器以及主控制器；其中：所述变压器隔离开关和所述电网检测装置分别与变压器相连接；所述负载隔离开关和所述负载检测装置用于与负载相连接；所述电网检测装置、负载检测装置以及调压补偿检测装置分别将检测输出的多路电压和电流信号作为电网检测信号数据送入所述信号采集分析装置；所述信号采集分析装置根据多路电压和电流信号，分析计算出关于电网谐波与无功有害电力的电网信号数据与参数，并送入所述主控制器；所述主控制器根据电网信号数据与参数，计算出所述电网调压补偿控制器和所述电网系统保护控制器的控制指令与电网及负载运作状态信号；所述电网调压补偿控制器和所述电网系统保护控制器根据控制指令，分别控制驱动电网调压补偿装置和变压器隔离开关与负载隔离开关，执行电网保护操作。2.根据权利要求1所述的高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统，其特征在于，所述关于电网谐波与无功有害电力的电网信号数据与参数包括：电网电流电压的谐波成分、有功功率、无功功率、功率因数、COSφ、三相电流电压的不平衡度。3.根据权利要求1所述的高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统，其特征在于，当电网电压出现波动与变化时，所述电网调压补偿控制器根据电网电压波动变化，计算出所述调压补偿装置的操作值，进而控制驱动调压补偿装置，对变压器输出电压进行调整，对电网电压波动进行抑制与补偿。4.根据权利要求1所述的高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统，其特征在于，当电网或负载运行状态超过设定范围或超过极限、或出现异常或故障时，所述电网系统保护控制器根据电网检测信号数据、电网及负载运行状态信号以及电网保护控制规程，计算出电网与负载的调节控制指令，并分别控制驱动所述变压器隔离开关和所述负载隔离开关执行电网保护操作。5.根据权利要求4所述的高速DSP控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统，其特征在于，控制驱动所述变压器隔离开关和所述负载隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树广，李珺磊，
申请(专利权)人：上海广吉电气有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31