SVC控制器研发方案简介

SVC控制器研发方案简介1控制系统概述静止无功补偿器（StaticVarCompensator）是利用电容器和可变电抗器组成的无功补偿装置（系统框图如下图所示），该装置采用先进的电力电子装置对无功功率进行控制，而控制器在实现较快响应速度和较高性能等方面起到了极其重要的作用。母线TCR+FC移相触发板信号处理板信号变换板系统运行状态监控板信号变换板监控系统人机界面液晶显示器键盘/触摸屏USB2.0LAN移相触发板移相触发板驱动板驱动板驱动板电光转换模块小型液晶操作键盘故障采集处理单元开关量输入输出板报警/状态显示模拟量采集板控制系统原理框图2控制系统各模块说明2.1信号变换板该板用于将待控制系统电压电流转换为弱信号，以供控制系统采样数据之用。在本系统中，有两处采用了该板。该板设计输入范围为100V，输出电压范围为0～5V。2.2信号处理板该板负责整个系统的运算，计算系统目前电压、电流、相位等参数，以确定需要投入的无功量，给移相触发板移相角度的数字值。信号处理板的中央处理单元采用TMS320F2812数字信号处理器作为核心处理器，其功能强大的32位定点DSP芯片，它既有数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能适合电力系统控制。2.3移相触发板该板接收来自信号处理板计算所得的移相角度数字量，发出三组正反依据电压信号在控制范围内触发晶闸管导通的触发脉冲并传送至电光转换模块，通过电光转换模块将触发脉冲转换为光信号并经光纤传送给驱动板。2.4驱动板该板接收来自移相触发板的脉冲，在控制范围内触发晶闸管导通，该板属于晶闸管的组成部分。2.5系统运行状态监控板该板实时监测整个系统的运行状态，实现系统的保护功能，按要求启动和封锁触发脉冲。通过开关量输入输出和模拟量板采集数据和发出报警和状态输出，通过故障采集和处理单元接收来自电力电子器件的状态量。该板监测内容包括电力电子器件的BOD、开断和温度工况、电压、电流等工况。通过通信接口将全部监测数据输出到监控系统建立实时数据库，同时可以接受来自监控系统指令完成相应得操作。该板还配备有选配件，根据具体要求可以配置小型液晶和键盘，供较小型系统配套之用。该监测板中央处理单元可以采用80C196KC作为CPU，它是Intel公司生产的MCS-96系列MCU的一种，工作频率为16MHz，能够满足目前的电力系统装置型控制器的应用需求。片外扩展了各种相关的设备。译码和选通控制由CPLD电路实现，即简化了电路设计又为生产厂家的技术保密提供依据。2.6监控系统和人机界面监控系统实现与用户的人机交流。采用WindowsXP操作系统实现，17寸液晶屏输出，输入接口即可采用键盘实现也可采用触摸屏实现，该系统配置有USB2.0和LAN接口。通过局域网（LAN）接口实现控制系统的网络连接，可以接受上位机控制。2.7故障采集和处理单元故障采集处理单元能够监视晶闸管阀体的各种状态，在监测到电力电子器件的BOD、开断和温度工况、电压、电流故障时能够及时停机并且通告运行人员，从而减少故障损失。阀体的状态故障判断时需要分相读取各触发驱动板的回报信号，在发出触发脉冲后规定的期限内及时收到汇报脉冲则该测晶闸管工作正常，否则做故障处理。该读取各相的回报信号的操作会不停的循环执行，而且对每相数据都作相同的判断，之后只将故障和监测数据传送至监控板故障显示和进一步处理。除了能够由回报信号提供信息确定的故障外，其余故障均由相应的测量元件完成。该单元处理的故障有两类，一类为只报警不停机，而另一类为不仅报警还要停止SVC的运行，故障编号需要分类排序以方便检索，不论何类故障都需要同时在显示界面报警，提醒运行人员去排除故障。3总线的选择一般总线可以分为并行和串行两种，如：VME、PCI、PC/AT、STD等为并行总线，并行总线又分为宽总线和窄总线，顾名思义宽总线线宽要求宽物理空间而且复杂，窄总线线窄而简洁；串行总线中有PROFIBUS总线、CAN总线和I2C等。除了标准总线外，还有很多的专用总线，比如SIMADYN-D就采用了C总线和L总线的组合方式，在实现上它的计算机系统内部由C总线连接而输出输入及外设则由L总线连接。对于并行总线由于SIMADYN-D的C总线和L总线没有公开技术细节，我们认为在高度掌握了该项技术的情况下没有必要走C总线和L总线的技术道路，则可以参考C总线和L总线结构建立自己的专用总线标准。在控制器资源相对受限的情况下，应当选用占用资源较少而又流行的CAN总线，串行接口RS232的选择也是如此。4控制器研发进度安排1．开发方在合同签订后提供确定的满足开发条件的技术要求和收到预付款的一个月内完成总体设计交与需方审定，如技术要求不足或没有满足开发条件则有开发方提出技术要求；2．在收到需方技术审定文件后两个月内完成控制器硬件制作和部分软件的编制；3．在收到需方确认对控制器硬件制作和所编制部分软件无任何修改后两个月内完成剩余软编制和硬件调试；4．一个月完成动模试验和技术资料准备；5．在经费足额到位，提供满足开发条件的技术要求，及时返回审定文件和确认对所完成软硬件无修改六个月内提交控制器和技术资料。