CN101752868A - 一种低频减载控制系统及其工作方法 - Google Patents

一种低频减载控制系统及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101752868A
CN101752868A CN200910228075A CN200910228075A CN101752868A CN 101752868 A CN101752868 A CN 101752868A CN 200910228075 A CN200910228075 A CN 200910228075A CN 200910228075 A CN200910228075 A CN 200910228075A CN 101752868 A CN101752868 A CN 101752868A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
low
function module
control system
load reduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910228075A
Other languages
English (en)
Inventor
周雪松
刘欣
马幼婕
谷海青
周宣征
齐鸣
张海涛
朱毅然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University of Technology
Original Assignee
Tianjin University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University of Technology filed Critical Tianjin University of Technology
Priority to CN200910228075A priority Critical patent/CN101752868A/zh
Publication of CN101752868A publication Critical patent/CN101752868A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Control By Computers (AREA)

Abstract

一种低频减载控制系统，它是由存储单元、DSP总线、计算功能模块CPU1、管理功能模块CPU2、数据采集模块、看门狗、光电隔离模块、开关量输入输出模块、双口RAM模块、RS232接口单元、键盘、指示灯和液晶屏构成。其工作方法为：①采用“紧急轮+基本轮+后备轮”的低频减载模式及时动作；②再次判断系统中是否出现功率缺额；③确定减负荷范围。其优越性在于：①数据处理能力强；②精度和准确性高；③操作简单；④具备自检及自恢复功能。

Description

一种低频减载控制系统及其工作方法
(一)技术领域：
本发明涉及一种负载控制系统，尤其是一种低频减载控制系统及其工作方法。
(二)背景技术：
当系统发生严重事故，旋转备用容量不足以弥补系统功率缺额时，就应该有选择地切掉一部分负荷，从而，阻止频率下降，这一方案称为低频减载控制(UFLS)。由于现代电网经济运行的要求系统的备用容量偏低，低频减载成为严守第三道防线。
UFLS装置作为防止电力系统频率在事故状态下大幅度下降、保证系统安全运行的重要措施已有数十年的应用历史并积累了丰富的经验，对UFLS方案的设计也形成了一些实用的方法。但随着电力系统的发展，系统频率动态过程出现了一些新的特点，旧的UFLS设计方法及其设计的级差大、级数少的方案在实际应用中暴露出种种不足之处。主要体现在不能很好地适应系统中出现的各种过负荷现象，不能有效的防止系统频率的持续下降并恢复频率，常常造成频率的超调或悬停等现象。因此近十多年来由于大电力系统频率崩溃的危险性加大，UFLS措施的重要性进一步突出，其方案设计和动作效果分析等问题也再一次引起国内外研究者的关注。
好的低频切负荷方案应满足如下要求：
(1)动作快，要在危险情况出现前阻止频率下降；
(2)避免误动作和多余的动作；
(3)保护系统应该准确、按时动作，因为它的一个小故障将导致全系统的大故障甚至崩溃；
(4)应该在保证恢复系统稳定性和不越过系统安全运行频率点的前提下切负荷量最小。
针对以上要求，低频减载方案的整定成为研究重点，其中切负荷量和切负荷点以及动作时间的选择是衡量减载方案的关键。同时，研究的重心偏向于进一步提高低频减载的动作速度和减载量的准确性，并考虑工程上实施的可能性。
微机技术的迅速发展特别是计算速度的提高，为改进低频减载技术创造了极为利的条件。
(三)发明内容：
本发明的发明目的在于设计一种低频减载控制系统及其工作方法，它可以克服现有技术的不足，不但可以满足现代电力系统发展的需求，而且是一种快速、准确、易操作的控制系统。
本发明的技术方案：一种低频减载控制系统，其特征在于它是由存储单元、DSP总线、计算功能模块CPU1、管理功能模块CPU2、数据采集模块、看门狗、光电隔离模块、开关量输入输出模块、双口RAM模块、RS232接口单元、键盘、指示灯和液晶屏构成；其中，所说的存储单元与DSP总线呈双向连接；所说的计算功能模块CPU1分别与DSP总线和光电隔离模块呈双向连接，且其输入端还与数据采集模块的输出端以及看门狗的输出端连接；所说的光电隔离模块又与开关量输入输出模块呈双向连接；所说的计算功能模块CPU1通过双口RAM模块与管理功能模块CPU2连接；所说的管理功能模块CPU2的输入端连接键盘，其输入端连接液晶屏和指示灯，同时又与RS232接口单元呈双向连接。
上述所说的计算功能模块CPU1是由DSP芯片构成；所说的DSP芯片采用美国德州仪器公司第三代数字信号处理器的新产品TMS320C32芯片。
上述所说的存储单元、DSP总线以及计算功能模块CPU1之间的连接为常规连接。
上述所说的数据采集模块由隔离变换模块、低通滤波器和A/D转换器构成；其中，所说的隔离变换模块接收模拟量信号，其输出端与低通滤波器的输入端连接；所说的低通滤波器的输出端与A/D转换器的输入端连接；所说的A/D转换器的输出端与计算功能模块CPU1的输入端连接。
上述所说的低通滤波器由一个一阶有源低通滤波器和RC低通滤波电路组成，其连接为常规连接；其中A/D转换器采用MAX125芯片，其与DSP采用常规连接方法。
上述所说的开关量输入输出模块由开关量输入单元和开关量输出单元构成，且所说的开关量输入单元和开关量输出单元分别经过光电隔离模块与计算功能模块CPU1的输入端连接。
上述所说的管理功能模块CPU2采用AT80C51单片机。
一种低频减载控制系统的工作方法，其特征在于它是由以下步骤构成：
①当系统出现功率缺额时，发生频率下降事故时，中央控制与信息管理计算机来不及提供确定的计算结果用以确定切负荷的位置和数量，此时分布在各地的减负荷装置可采用“紧急轮+基本轮+后备轮”的低频减载模式及时动作；
②动作后再次判断系统中是否出现功率缺额：若是，则重新设定基本轮的动作频率，然后作用于控制单元再次进行减载动作；若否，则减负荷任务结束；
③首次检测到发生功率缺额的同时，中央控制与信息管理计算机根据从EMS系统服务器中获取相应的数据进行总减负荷功率计算，根据计算结果确定减负荷范围，在计算各节点减负荷量之后，向该地区相关节点下达减负荷命令，告知切负荷的数量。
本发明的工作原理：根据“地区减负荷+系统减负荷”模式设计了一种新型低频减载控制系统，且采用“紧急轮+基本轮+后备轮”模式设计。数据采集模块采集模拟量交流电压信号经过PT变换为二次信号后，通过低通滤波器滤去高次谐波，通过MAX125A/D转换器将此电压信号转换成数字信号后交于TMS320C32CPU处理，其对采集通过内部软件部分设定的算法来判断是否发生低频事故或其它故障，若是，则作用于输出开关量信号，其经过锁存、光电隔离后，控制继电器动作，达到减负荷活切除故障的目的。80C51单片机设有RS232串行口。管理功能模块完成装置的定值整定，数据上传，液晶显示。装置运行时，管理功能模块通过循环查询采集计算功能模块将实时采集的数据通过液晶屏显示，并将状态数据上传至数据采集计算机，参见图1。
本发明的优越性在于：①多层硬件结构体系设计，保证系统具有强大的数据处理能力、灵活的功能可扩充性及可配置能力；②14位高精度A/D、模拟通道高速同步控制采样技术、模拟量通道的自动校正技术等保证系统数据采集、处理的精度和准确性；③配有液晶屏显示，采用菜单式工作方式，具有丰富直观的数据分析处理能力，键盘操作简单、方便；④自检及自恢复功能，具备软件和硬件WATCH-DOG，受到干扰时，都能使系统复位，避免死机。
(四)附图说明：
图1为本发明所涉一种低频减载控制系统的工作流程示意图。
图2为本发明所涉一种低频减载控制系统的结构框图。
图3为本发明所涉一种低频减载控制系统中计算功能模块的DSP芯片TMS320C32与存储单元的接口电路图。
图4为本发明所涉所涉一种低频减载控制系统中的数据采集模块的结构框图。
图5为本发明所涉一种低频减载控制系统中的一阶低通滤波电路的电路示意图。
图6为本所涉一种低频减载控制系统中A/D转换器MAX125芯片引脚图。
图7为本发明所涉一种低频减载控制系统中的光电隔离电路的电路示意图。
图8为本发明所涉一种低频减载控制系统中管理功能模块的单片机AT80C51的引脚图。
(五)具体实施方式：
实施例：一种低频减载控制系统(见图2)，其特征在于它是由存储单元、DSP总线、计算功能模块CPU1、管理功能模块CPU2、数据采集模块、看门狗、光电隔离模块、开关量输入输出模块、双口RAM模块、RS232接口单元、键盘、指示灯和液晶屏构成；其中，所说的存储单元与DSP总线呈双向连接；所说的计算功能模块CPU1分别与DSP总线和光电隔离模块呈双向连接，且其输入端还与数据采集模块的输出端以及看门狗的输出端连接；所说的光电隔离模块又与开关量输入输出模块呈双向连接；所说的计算功能模块CPU1通过双口RAM模块与管理功能模块CPU2连接；所说的管理功能模块CPU2的输入端连接键盘，其输入端连接液晶屏和指示灯，同时又与RS232接口单元呈双向连接。
上述所说的计算功能模块CPU1是由DSP芯片构成；所说的DSP芯片采用美国德州仪器公司第三代数字信号处理器的新产品TMS320C32芯片。
上述所说的存储单元、DSP总线以及计算功能模块CPU1之间的连接为常规连接(见图3)。
上述所说的数据采集模块(见图4)由隔离变换模块、低通滤波器和A/D转换器构成；其中，所说的隔离变换模块接收模拟量信号，其输出端与低通滤波器的输入端连接；所说的低通滤波器的输出端与A/D转换器的输入端连接；所说的A/D转换器的输出端与计算功能模块CPU1的输入端连接。
上述所说的低通滤波器(见图5)由一个一阶有源低通滤波器和RC低通滤波电路组成，其连接为常规连接；其中A/D转换器采用MAX125芯片(见图6)，其与DSP采用常规连接方法。
上述所说的开关量输入输出模块由开关量输入单元和开关量输出单元构成，且所说的开关量输入单元和开关量输出单元分别经过光电隔离模块与计算功能模块CPU1的输入端连接(见图7)。
上述所说的管理功能模块CPU2(见图8)采用AT80C51单片机。
一种低频减载控制系统的工作方法(见图1)，其特征在于它是由以下步骤构成：
①当系统出现功率缺额时，发生频率下降事故时，中央控制与信息管理计算机来不及提供确定的计算结果用以确定切负荷的位置和数量，此时分布在各地的减负荷装置可采用“紧急轮+基本轮+后备轮”的低频减载模式及时动作；
②动作后再次判断系统中是否出现功率缺额：若是，则重新设定基本轮的动作频率，然后作用于控制单元再次进行减载动作；若否，则减负荷任务结束；
③首次检测到发生功率缺额的同时，中央控制与信息管理计算机根据从EMS系统服务器中获取相应的数据进行总减负荷功率计算，根据计算结果确定减负荷范围，在计算各节点减负荷量之后，向该地区相关节点下达减负荷命令，告知切负荷的数量。

Claims (6)

1.一种低频减载控制系统，其特征在于它是由存储单元、DSP总线、计算功能模块CPU1、管理功能模块CPU2、数据采集模块、看门狗、光电隔离模块、开关量输入输出模块、双口RAM模块、RS232接口单元、键盘、指示灯和液晶屏构成；其中，所说的存储单元与DSP总线呈双向连接；所说的计算功能模块CPU1分别与DSP总线和光电隔离模块呈双向连接，且其输入端还与数据采集模块的输出端以及看门狗的输出端连接；所说的光电隔离模块又与开关量输入输出模块呈双向连接；所说的计算功能模块CPU1通过双口RAM模块与管理功能模块CPU2连接；所说的管理功能模块CPU2的输入端连接键盘，其输入端连接液晶屏和指示灯，同时又与RS232接口单元呈双向连接。
2.根据权利要求1中所述一种低频减载控制系统，其特征在于所说的计算功能模块CPU1是由DSP芯片构成；所说的DSP芯片采用美国德州仪器公司第三代数字信号处理器的新产品TMS320C32芯片。
3.根据权利要求1中所述一种低频减载控制系统，其特征在于所说的数据采集模块由隔离变换模块、低通滤波器和A/D转换器构成；其中，所说的隔离变换模块接收模拟量信号，其输出端与低通滤波器的输入端连接；所说的低通滤波器的输出端与A/D转换器的输入端连接；所说的A/D转换器的输出端与计算功能模块CPU1的输入端连接。
4.根据权利要求1中所述一种低频减载控制系统，其特征在于所说的开关量输入输出模块由开关量输入单元和开关量输出单元构成，且所说的开关量输入单元和开关量输出单元分别经过光电隔离模块与计算功能模块CPU1的输入端连接。
5.根据权利要求1中所述一种低频减载控制系统，其特征在于所说的管理功能模块CPU2采用AT80C51单片机。
6.一种低频减载控制系统的工作方法，其特征在于它是由以下步骤构成：
①当系统出现功率缺额时，发生频率下降事故时，中央控制与信息管理计算机来不及提供确定的计算结果用以确定切负荷的位置和数量，此时分布在各地的减负荷装置可采用“紧急轮+基本轮+后备轮”的低频减载模式及时动作；
②动作后再次判断系统中是否出现功率缺额：若是，则重新设定基本轮的动作频率，然后作用于控制单元再次进行减载动作；若否，则减负荷任务结束；
③首次检测到发生功率缺额的同时，中央控制与信息管理计算机根据从EMS系统服务器中获取相应的数据进行总减负荷功率计算，根据计算结果确定减负荷范围，在计算各节点减负荷量之后，向该地区相关节点下达减负荷命令，告知切负荷的数量。
CN200910228075A 2009-11-09 2009-11-09 一种低频减载控制系统及其工作方法 Pending CN101752868A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910228075A CN101752868A (zh) 2009-11-09 2009-11-09 一种低频减载控制系统及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910228075A CN101752868A (zh) 2009-11-09 2009-11-09 一种低频减载控制系统及其工作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101752868A true CN101752868A (zh) 2010-06-23

Family

ID=42479414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910228075A Pending CN101752868A (zh) 2009-11-09 2009-11-09 一种低频减载控制系统及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101752868A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437576A (zh) * 2011-12-20 2012-05-02 安徽鑫龙电器股份有限公司 一种有源电力滤波器的控制器及其控制方法
CN102541785A (zh) * 2010-12-08 2012-07-04 上海自动化仪表股份有限公司 ProfibusDP冗余通信接口
CN102629760A (zh) * 2011-12-13 2012-08-08 国网电力科学研究院 适应频率安全稳定的低频切泵及减载协调优化方法
CN107482652A (zh) * 2017-08-22 2017-12-15 山东大学 一种电力系统低频减载虚拟实验实现方法和系统
CN109672187A (zh) * 2019-01-10 2019-04-23 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种基于家用空调负荷的低频减载装置和方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102541785A (zh) * 2010-12-08 2012-07-04 上海自动化仪表股份有限公司 ProfibusDP冗余通信接口
CN102629760A (zh) * 2011-12-13 2012-08-08 国网电力科学研究院 适应频率安全稳定的低频切泵及减载协调优化方法
CN102629760B (zh) * 2011-12-13 2014-09-17 国电南瑞科技股份有限公司 适应频率安全稳定的低频切泵及减载协调优化方法
CN102437576A (zh) * 2011-12-20 2012-05-02 安徽鑫龙电器股份有限公司 一种有源电力滤波器的控制器及其控制方法
CN102437576B (zh) * 2011-12-20 2014-04-16 安徽佑赛科技有限公司 一种有源电力滤波器的控制器及其控制方法
CN107482652A (zh) * 2017-08-22 2017-12-15 山东大学 一种电力系统低频减载虚拟实验实现方法和系统
CN107482652B (zh) * 2017-08-22 2019-01-04 山东大学 一种电力系统低频减载虚拟实验实现方法和系统
CN109672187A (zh) * 2019-01-10 2019-04-23 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种基于家用空调负荷的低频减载装置和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101752868A (zh) 一种低频减载控制系统及其工作方法
CN105302383A (zh) 一种电容触摸传感器抗干扰的方法和设备
CN100442618C (zh) 一种可区分短路与谐波的继电保护系统及其工作方法
CN203643761U (zh) 三重冗余同期控制模块
EP3073383A1 (en) Method, device, and computer storage medium for hierarchical storage
CN101403391B (zh) 新型双电源双风机智能测控保护装置
CN104158214B (zh) 基于频率跟踪技术的微电网并网控制方法
CN109525036B (zh) 一种通信设备的市电供应状态的监控方法、装置和系统
CN201562967U (zh) 一种低频减载控制装置
CN105550131A (zh) 一种基于有限状态机和arinc659总线的接口数据处理系统及方法
CN104133433B (zh) 一种标准化体系架构的配电自动化终端
CN110707657B (zh) 一种过流保护设定方法、过流保护方法及装置
CN102968110B (zh) 基于多处理器的多电源ats信号处理系统及其控制方法
CN202230173U (zh) 自适应多谐波源定位装置
CN117192958A (zh) 基于双dsp和fpga架构的航空配电冗余控制系统及方法
CN115062026A (zh) 一种用电数据的检测方法、装置、电子设备及存储介质
CN202016844U (zh) 幅度限制与力矩限制冗余的安全限制系统
CN205333188U (zh) 一种在线振动监测仪
CN202995418U (zh) 基于多处理器的多电源ats信号处理系统
CN201397459Y (zh) 一种基于dsp和fpga的特种设备数据采集装置
CN110086261B (zh) 一种可产业化的馈线配电终端
CN203643785U (zh) 燃气轮机控制系统开关量输入模块
CN105455791A (zh) 智能穿戴设备
CN201282357Y (zh) 数字式备用电源自投装置
KR0154863B1 (ko) 동기식 디지탈 마이크로웨이브 시스템에 있어서 신호감쇄 검출 및 해제 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100623