一种应对低频振荡问题的励磁调节跟踪采样电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种应对低频振荡问题的励磁调节跟踪采样电路，包括光电收发一体模块、现场可编程门阵列电路、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器。现场可编程门阵列电路分别与光电收发一体模块、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器连接。光电收发一体模块分别与定子电压、定子电流、转子电流、转子电压、同步电压、励磁电压、励磁电流等的变送器连接。现场可编程门阵列电路及触发式数字信号处理器可按现场可编程门阵列电路中既定的调节准则进行实时控制计算，控制发电机组的励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流，进而调整发电机的机端电压和无功功率，达到提高电力系统的静态和动态稳定性，抑制低频振荡的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种应对低频振荡问题的励磁调节跟踪采样电路
本技术涉及发电机励磁
，特别涉及一种应对低频振荡问题的励磁调节跟踪采样电路。
技术介绍
随着我国电网、电源规模的扩大，电力系统大网络、高电压、大机组等特征日益明显，电网低频振荡问题也愈加突出。电力系统中发电机间的功角、联络线上的潮流、节点的电压等出现等幅或增幅形式的振荡，即是低频振荡的表现形式，振荡频率范围通常是0.2至2.5赫兹。针对含低频振荡在内的一般性电网功率振荡，电力企业有多种应对处理原则。其中，针对频率升高或降低的发电厂，须按发电机事故过负荷规定，大幅度提高励磁电流。可见大容量发电机组稳定运行对于整体电网安全稳定至关重要，但制约发电机组稳定运行重要内容之一是电机励磁系统，同时励磁系统也是电网中无功、电压调节的杠杆。为了抑制电网低频振荡问题，有必要对发电机的励磁采取自动调节的措施，以应对在电力系统频率升高或降低时，调节励磁电流。此外，随着电厂智能化改造的大面积推广，励磁系统还需要具备符合IEC61850-9-2标准的数字化采样功能。针对抑制低频振荡需要和数字化应用场合需要，凸显出研制新型励磁调节跟踪采样电路的需要。有鉴于此，研制部署在新型电力系统稳定器中具备数字化特征的励磁调节跟踪采样电路的，特别是研发在电力系统、发电机组工况发生较大变化时，仍然能够可靠采集定子电压、定子电流、转子电流、转子电压、同步电压、励磁电压、励磁电流等参数的跟踪采样电路，并用于调节励磁电流，并用于应对电力系统低频振荡。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术采用如下技术方案实现：一种应对低频振荡问题的励磁调节跟踪采样电路，包括光电收发一体模块、现场可编程门阵列电路、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器；所述现场可编程门阵列电路分别与光电收发一体模块、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器连接；所述光电收发一体模块为单光纤双向一体式光收发模块；所述光电收发一体模块包括：光收发一体模块、光收发一体模块2、光收发一体模块3、光收发一体模块4、光收发一体模块5、光收发一体模块6、光收发一体模块7、光收发一体模块8，光电收发一体模块分别与定子电压变送器、定子电流变送器、转子电流变送器、转子电压变送器、同步电压变送器、励磁电压变送器、励磁电流变送器连接，用于远程采样对应的电压或电流值；光电收发一体模块块将远程采样对应的电压或电流值传给现场可编程门阵列电路用于按既定的调节准则计算；现场可编程门阵列电路接收采样值后，通过硬中断信号要求触发式数字信号处理器读取采样值，并按现场可编程门阵列电路中既定的调节准则进行实时控制计算，控制发电机组的励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流，进而调整发电机的机端电压和无功功率，达到提高电力系统的静态和动态稳定性，抑制低频振荡的目的。优选地，所述现场可编程门阵列电路分别与光电收发一体模块、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器连接且各模块均采用插槽式集成配置。优选地，所述现场可编程门阵列电路采用Speedster7t系列的现场可编程门阵列，具备高速I/O和存储器端口，支持浮点、整点和自定义数字格式。优选地，所述光电收发一体模块的输出端与现场可编程门阵列电路的第1~8接口连接。优选地，所述模数转换输入输出模块的输入端与现场可编程门阵列电路的第9接口连接，模数转换输入输出模块的输出端与现场可编程门阵列电路的第10接口连接。优选地，所述触发式数字信号处理器采用CEVA-BX系列的数字信号处理器，支持《仪表变压器》、《信号和连接的命名》、《变电站通信网络和系统》，基于双标量计算引擎的并行处理、加载/存储和程序控制，主频达到2吉赫兹。本技术有益效果包括：结构简单，操作方便，效率高，稳定性好，便于组装和检修。实现了远距离标准化分布式数字化实时同步采样，有助于克服抑制电网低频振荡的难题，提高了发电机组的并网质量和运行调节的控制精度。附图说明图1是本技术的电路结构框架图。具体实施方式为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。如图1所示，一种应对低频振荡问题的励磁调节跟踪采样电路，包括光收发一体模块、现场可编程门阵列电路、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器。其中，现场可编程门阵列电路分别与光电收发一体模块、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器连接，各模块采用插槽式集成配置。具体地：光电收发一体模块采用单光纤双向一体式光收发模块如ZTESFP-GE-BIDI系列的光收发模块。其中，光收发一体模块由8个子模块组成，分别是：光收发一体模块1、光收发一体模块2、光收发一体模块3、光收发一体模块4、光收发一体模块5、光收发一体模块6、光收发一体模块7、光收发一体模块8，上述各子模块也采用插槽式集成配置。光电收发一体模块其组成部分包括光电子器件、功能电路、SFP式光接口，支持《仪表变压器》、《信号和连接的命名》、《变电站通信网络和系统》，其发射和接收数据速率大于每秒10000兆位，传输距离大于10公里。在整个电路中，用于连接采集发电厂内相关变送器的信号，比如定子电压、定子电流、转子电流、转子电压、同步电压、励磁电压、励磁电流。各个子模块中，光电收发一体模块的输入端分别与对应的定子电压、定子电流、转子电流、转子电压、同步电压、励磁电压、励磁电流等分别对应的变送器连接，另外一个作为备用端口。光电收发一体模块的输出端与现场可编程门阵列电路的第1~8接口连接，现场可编程门阵列电路用于按既定的调节准则计算。现场可编程门阵列电路采用Speedster7t系列的现场可编程门阵列，具备高速I/O和存储器端口，支持浮点、整点和自定义数字格式。模数转换输入输出模块的输入端与现场可编程门阵列电路的第9接口连接，模数转换输入输出模块的输出端与现场可编程门阵列电路的第10接口连接。模数转换输入输出模块采用DAC8系列的模数转换模块，可通过带限滤波、采样保持和编码，将阶梯状信号中的各个电平变为二进制码，支持0～10伏特、0～20毫安、4～20毫安。可处理光收发一体模块采集的模拟信号。用于将定子电压、定子电流、转子电流、转子电压、同步电压、励磁电压、励磁电流模拟信号转换成数字信号。触发式数字信号处理器与可编程门阵列电路的第11接口连接。触发式数字本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应对低频振荡问题的励磁调节跟踪采样电路，其特征在于，包括光电收发一体模块、现场可编程门阵列电路、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器；/n所述现场可编程门阵列电路分别与光电收发一体模块、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器连接；/n所述光电收发一体模块为单光纤双向一体式光收发模块；/n所述光电收发一体模块包括：光收发一体模块、光收发一体模块2、光收发一体模块3、光收发一体模块4、光收发一体模块5、光收发一体模块6、光收发一体模块7、光收发一体模块8，光电收发一体模块分别与定子电压变送器、定子电流变送器、转子电流变送器、转子电压变送器、同步电压变送器、励磁电压变送器、励磁电流变送器连接，用于远程采样对应的电压或电流值；/n光电收发一体模块块将远程采样对应的电压或电流值传给现场可编程门阵列电路用于按既定的调节准则计算；/n现场可编程门阵列电路接收采样值后，通过硬中断信号要求触发式数字信号处理器读取采样值，并按现场可编程门阵列电路中既定的调节准则进行实时控制计算，控制发电机组的励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流，进而调整发电机的机端电压和无功功率，达到提高电力系统的静态和动态稳定性，抑制低频振荡的目的。/n...

【技术特征摘要】
1.一种应对低频振荡问题的励磁调节跟踪采样电路，其特征在于，包括光电收发一体模块、现场可编程门阵列电路、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器；
所述现场可编程门阵列电路分别与光电收发一体模块、模数转换输入输出模块、触发式数字信号处理器连接；
所述光电收发一体模块为单光纤双向一体式光收发模块；
所述光电收发一体模块包括：光收发一体模块、光收发一体模块2、光收发一体模块3、光收发一体模块4、光收发一体模块5、光收发一体模块6、光收发一体模块7、光收发一体模块8，光电收发一体模块分别与定子电压变送器、定子电流变送器、转子电流变送器、转子电压变送器、同步电压变送器、励磁电压变送器、励磁电流变送器连接，用于远程采样对应的电压或电流值；
光电收发一体模块块将远程采样对应的电压或电流值传给现场可编程门阵列电路用于按既定的调节准则计算；
现场可编程门阵列电路接收采样值后，通过硬中断信号要求触发式数字信号处理器读取采样值，并按现场可编程门阵列电路中既定的调节准则进行实时控制计算，控制发电机组的励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流，进而调整发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦骞，张炜，文立彬，卢文陵，丘浩，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广西;45