论文摘要
随着我国电力系统向着高电压、大容量发展,社会经济发展对电网运行的可靠性和稳定性提出了更高要求。各种新能源发电的大规模应用,电力系统的可靠性并网以及大规模智能化调度成为了一个亟待解决的问题。使用各种先进技术的智能电网被公认为是以上问题的最佳解决方案。电子式互感器作为数字化变电站系统内的测量设备,克服了传统互感器动态测量范围小、频带窄、易引起铁磁谐振等缺点;具有传统互感器所不具备的数字输出功能,对于实现数字化变电站内甚至大规模电网内数据的共享,从而实现智能电网的先进决策支持系统有着重要的作用。合并单元作为电子式互感器的数字输出模块,其重要意义不言而喻。本文研究了一种新型的基于FPGA和PowerPC的合并单元。其特点是以FPGA和PowerPC双处理器为核心的硬件系统,充分利用了FPGA的高速多路并行处理能力和PowerPC的高稳定性和丰富的外围接口。基于电子式互感器电流测量广泛应用空心线圈的特点,设计了一种具有反馈回路的数字积分器,对直流漂移和扰动信号具有较高的抑制能力。针对合并单元严格的同步要求,设计了一种数字插值算法实现合并单元的数字同步,并基于该算法设计了数字移相算法,实现了对一次侧测量相差的调整。最后利用VxWorks操作系统的高稳定性特点,设计了以VxWorks系统为核心的控制系统。该合并单元作为110 kV/3和220 kV/3的组合型电子式互感器数字输出部分,通过了国网电力科学研究院质检中心的型式实验。检测结果显示,电子式互感器满足标准对于0.2S级电子式互感器的准确度要求。并且通过了全部电磁兼容试验,证明了该合并单元的电磁兼容性能满足要求。其中额定电压为110 kV/3额定电流为600A的电子式互感器在湖南省电网公司滴水井变电站成功挂网运行。