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基于TMS320F28335的电力系统稳定器的研究

作　者: 郄伟峰
导　师: 李志军
学　校: 河北工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 电力系统稳定器(PSS) 低频振荡 阻尼 反调 TMS320F28335
分类号: TM44
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着电力工业的发展,电力系统的规模越来越大,由独立的小系统发展为互联的大系统已经成为一个必然的趋势。由于资源分布具有地域性,特别是风能和水能一般远离用电负荷中心,所以需要将电能远距离的输送到负荷中心。在重负荷、远距离的输电线路中,电力系统受到干扰时容易发生低频振荡,主要原因是弱阻尼的存在。为了抑制低频振荡,采用了在励磁调节器中附加单输入电力系统稳定器的方法。该稳定器的输入信号主要是发电机电功率或转子角速度,但是当原动机的电功率发生变化时,单输入电力系统稳定器无法辨别系统功率波动和原动机功率波动,会导致“反调”现象的产生。为了解决“反调”,本课题设计了基于TMS320F28335的双输入电力系统稳定器,该稳定器的输入信号是发电机的电功率和转子角速度。本课题主要完成了双输入电力系统稳定器硬件平台和软件方面的设计。硬件平台的设计主要包括两部分,一是TMS320F28335的外围扩展部分的设计,主要包括DSP电源供电电路、电平转换电路、JTAG仿真接口电路、数模及模数转换电路等;二是各个功能模块的设计,主要包括触摸屏、液晶显示器等模块。软件方面主要包括主程序和各个子程序的设计,主程序主要功能是将完成不同功能的各个子程序联系起来,实现PSS的整体功能,同时其还需要驱动各种硬件设备;各个子程序主要包括采样算法、PSS算法、有功功率计算、频率计算等子程序。最后对双输入电力系统稳定器进行了仿真实验和模拟并网实验,实验结果表明双输入电力系统稳定器在抑制低频振荡的同时,很好地解决了“反调”问题。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-14
  §1-1 本课题研究目的和意义  8-9
  §1-2 励磁系统及PSS 概述  9-11
    1-2-1 励磁系统概述及其作用  9-10
    1-2-2 励磁系统存在的问题  10
    1-2-3 PSS 概述  10-11
  §1-3 PSS 研究与应用现状  11-12
    1-3-1 PSS 研究现状  11
    1-3-2 PSS 国内外应用现状  11-12
  §1-4 本课题所做主要工作  12-14
第二章 电力系统稳定器的基本原理  14-23
  §2-1 电力系统的低频振荡  14-15
    2-1-1 低频振荡产生的原因  14
    2-1-2 抑制低频振荡的措施  14-15
  §2-2 电力系统稳定器的基本概念  15-18
    2-2-1 PSS 的基本概念  15-16
    2-2-2 典型的PSS 系统  16-18
  §2-3 电力系统稳定器的设计方法  18-20
    2-3-1 PSS 的输入信号  18-19
    2-3-2 PSS 的关键环节  19-20
  §2-4 基于TMS320F28335 的双输入PSS 总体设计思想  20-23
    2-4-1 以Pe 和ω为输入信号的双输入PSS 的基本原理  20-21
    2-4-2 基于TMS320F28335 的双输入PSS 的设计思想  21-23
第三章 电力系统稳定器的硬件设计  23-39
  §3-1 电力系统稳定器设计方案  23-24
    3-1-1 软硬件功能划分  23
    3-1-2 DSP 芯片的选型  23-24
  §3-2 DSP 的特点  24-26
  §3-3 PSS 硬件整体设计  26-27
  §3-4 PSS 硬件设计  27-38
    3-4-1 信号测量电路  28-29
    3-4-2 频率测量电路  29-30
    3-4-3 供电电源设计  30-31
    3-4-4 电平的转换  31-32
    3-4-5 数模及模数转换接口  32-33
    3-4-6 JTAG 仿真接口  33-34
    3-4-7 外围存储器接口  34-35
    3-4-8 字符型显示器接口  35-37
    3-4-9 触摸屏接口设计  37-38
  §3-5 本章小结  38-39
第四章 电力系统稳定器的软件设计  39-51
  §4-1 DSP 的集成开发环境CCS  39-40
  §4-2 软件设计方法  40-41
  §4-3 软件设计流程  41
  §4-4 主程序设计  41-42
  §4-5 采样算法  42-46
  §4-6 电力系统稳定器的算法  46-48
  §4-7 转速信号的获取  48-49
  §4-8 本章小结  49-51
第五章 双输入电力系统稳定器实验  51-58
  §5-1 仿真实验  51-54
    5-1-1 仿真软件简介  51-52
    5-1-2 阶跃实验  52-53
    5-1-3 反调实验  53-54
  §5-2 PSS 模拟并网实验  54-58
    5-2-1 模拟并网参数的整定  55
    5-2-2 PSS 功能实验  55-56
    5-2-3 PSS 阶跃实验  56
    5-2-4 PSS 反调实验  56-58
第六章 结论  58-59
参考文献  59-61
附图 A  61-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果  63

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 稳定器
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