一种发电机功角实时测量装置的实现.pdf

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1、一种发电机功角实时测量装置的实现徐化东，等一种发电机功角实时测量装置的实现RealizationoftheReal—timeMeasurementDeviceforPowerAngleoftheGenerator徐侣东簧两井雾(电子科技大学自动化工程学院，四川成都611731)摘要：为实现发电机功角的准确测量，基于发电机绝对内电势角的测量方法，设计了一种实时发电机功角测量装置。该装置采用DSP+CPLD结构，通过对采集的发电机机端的电压、电流和键相脉冲等信号进行处理得到功角和转速。实际测试表明，该装置可以实现发电机功角的实时测量，额定频率下测量误差小于0．70，并具有较好的同

2、步效果，满足电力系统实时监控的要求。关键词：发电机功角测量装置电力系统傅里叶变换精度误差中图分类号：什216文献标志码：AAbstract：Inordertore&U∞precisemeasurementforpowerangleofthegenerator，thereal-timeme鹪urementdeviceofthepower舳gleofgeneratorhasbeendesignedbasedonthemeasuringmethodofabsoluteinnerpotential=ngte．ByadoptingthestructureofDSP+CPLD，thesi

3、gnalBincludingthevoltage，current，andkeyphasepulseofgeneratorareprocessedtoobtainpower∞

4、gleandrotating删．Thepracticaltestindicatesthatthedevicerealizesreal—timemeasurementforthepower锄gleofgenerator；themeasuringerrorislessthan0．70undernominalfI．equency，andoffersgooasynchronouseffectandmeel,sth

5、erequirementsofreal·timemonitoringinpowersystem．Keywords：Power甜l—eofgeneratorMeasurementdevicePowersystemFouriettrs越ol'merAccuracyError0引言发电机功角是反映电力系统稳定的重要参数之一，实时精确地获取发电机功角是实现电力系统监视和控制的关键。发电机功角测量通常有计算法和直接测量法两种。计算法在电机稳态运行时具有较高的测量精度，但在电机暂态运行时存在精度不高和算法复杂等缺点⋯。传统的直接测量法可以得到电机暂态和稳态运行时的功角，但存在误差大和对环

6、境要求高等缺点悼1。本文在发电机绝对内电势角定义的基础上¨J，利用改进的测量法，设计了发电机功角实时测量装置。该装置采用DSP+CPLD控制结构，通过测量发电机机端的电压、电流，键相脉冲与GPS矢量的夹角(键相脉冲相角)，得到发电机功角。DSP和CPLD芯片计算能力强大。两个芯片分工协作，使装置可以实现发电机暂态和稳态运行时功角的实时测量，且测量精度高。1发电机功角测量原理由于GPS秒脉冲信号与国际标准时间同步误差小于lp,s⋯，因此，通常以GPs作为发电机功角测量系田家自然科学基金资助项目(壕号：50卯7嘶)。修改稿收到日期：∞ll一01—15。第一作者徐化东(1984一)

7、．男．现为电子科技大学检测技术与自动化基王专业在读硕士研究生；主鲁从事电力系统广城洲t方面的研究。<自动化仪表》第33卷第2期2012年2月统中的标准时间。当使用GPS作为标准时间时，绝对内电势角就是内电势相量与GPS参考矢量之间的夹角。发电机功角测量原理如图1所示。键相脉冲矢量与发电机内电势相量存在恒定的初始角度0。键相脉冲与GPS矢量的夹角为妒。(i为测量次数)，则绝对内电势角圣i=妒i+0。考矢量图1发电机功角测量原理图Fig．1Themeasuringprincipleofpowerangleofgenerator对于初始角0的整定，文献[2]提出了过零检测法，但这种

8、方法要求精确地判断零位，实现难度较大。本文的整定方法是：在电机稳态运行时，功角瓦是固定不变的，机端电压向量与GPS矢量之间的夹角A。通过对机端电压信号处理得到，键相脉冲矢量与GPS矢量的夹角‰可以直接测量得到．则初始角0=A。一‰一氐。由此可得到发电机实时功角为最=A。一币。。65一种发电机功角实时测量装置的实现徐化东，等2装置硬件电路设计测量装置硬件电路包括电流电压互感器、模拟低通滤波器、键相脉冲采集电路、加法器、CPLD芯片EPMl270T144及其外围电路、A／D转换芯片ADS7864和DSP芯片