变电站自动化系统在我国应用发展十多年来,为保障电网安全经济运行发挥了重要作用。但目前也多少存在着二次接线复杂,自动化功能独立、堆砌,缺少集成应用和协同操作,数据缺乏有效利用等问题。这些问题大多是由变电站整体数字化水平不高、缺乏能够完备实现信息标准化和设备之间互操作的变电站通信标准造成的。 电力工业发展和市场化改革的深入对供电质量和电网安全经济运行的要求不断提高,作为输配电系统的信息源和执行终端,变电站数字化、信息化的要求越发迫切,数字化变电站成为变电站自动化系统的发展方向。电子式电流/电压互感器、智能开关等智能化一次设备的诞生使建设数字化变电站成为可能,高速、可靠和开放的通信网络以及完备的通信系统标准是数字化变电站实现的保障,特别是最新颁布的变电站通信网络与系统的国际标准-IEC 61850为建设数字化变电站提供了全面规范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的数字化变电站通信网络为研究对象,结合新架构的全网络化数字保护平台与试验系统研制的具体实践,展开专门研究,主要内容包括: ◇ IEC 61850的理论分析①揭示了IEC 61850与数字化变电站的内在关联。 ②总结了IEC 61850的内涵,通过分析说明IEC 61850不再是简单的通信协议,更多意味的是变电站自动化系统的功能建模方法。 ③归纳了IEC 61850的主要技术特征,包括功能分层的变电站、面向对象的信息模型、功能与通信的解耦、变电站配置语言和面向对象的数据自描述等。 ④从“类”的角度入手分析了IEC 61850信息模型,指出信息模型具备了类的共性和特性。以合并单元为例,对信息模型的属性和服务进行了具体分析。 ◇ IEC 61850的应用研究①从系统和设备两个层面总结了实践IEC 61850的一般步骤。 ②分析了采样值传输(SVC)和通用变电站事件(GSE)2类重要的通信服务。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE,时间及时间同步等通信模型的特殊通信服务映射。 ④讨论了信息模型实体的构建方法,即如何让设备的实际功能、运行机制和数据能够准确和完备的实现设备对应信息模型的所有细节。IEC 61850没有对实现标准的具体方法作出规定,这给各厂商在技术实现上留出了足够的自由发挥空间。但同时我们注意到若仅在“形态”层面上实践IEC 61850,而不顾及IEC 61850的内涵和应用价值,则可能无法实现IEC 61850的预定目标或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考虑,在提出3种可能的构建方案的基础上,经过分析从中选择出作者认为最优的方案,并给出了示例。 ◇基于IEC 61850的数字化变电站通信网络(CNDS)的研究①在分析以太网介质访问控制方法的基础上,针对标准以太网存在延时不确定的问题,总结了提高以太网实时性能的主要措施,并从中选择出适用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征,特别是与同样基于以太网的一般局域网的区别,针对CNDS在网络可靠性和安全性等方面的特殊要求,提出了应对措施和解决方案。 ③提出了过程子网和全站惟一网络2种组网方案。通过分析各自的特点与实现难度,指出过程子网目前较易实现,而全站惟一网络将凭借信息高度共享等优势成为CNDS的最终形态。阐述了VLAN、由交换机实现网络冗余等组网技术在SAS中的应用方法及IED自身通信冗余的实现方法。 ④归纳了CNDS数据流的类型和到达时间规律:建立了简单数据流模型为表征数据流、研究数据流业务特征和分析CNDS性能提供了有用工具;分析了TcP协议及其运行机制,提出了TcP应用于CNDS的优化方法。 ⑤利用OPNET网络仿真技术,建立了EMAC和TCP/IP仿真节点模型,对以太网、TCP和交换式以太网的基本特征等进行了仿真研究;依据CNDS实际承载的功能,建立了过程子网和站级网络的动态仿真模型,围绕网络延时和端到端延时等网络性能指标,对不同组网方式和应用功能下的网络性能进行了考察,得出了具有普遍适用性的结论和建议,为分析解决此类问题提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全网络化数字保护平台与试验系统的设计与实现①阐述了一种新架构的、能够无缝接入CNDS并具有多种运行方式的全网络化数字保护平台与试验系统的软硬设计和实现方法。提出了适用于数字保护的RTOS多任务划分方法。 ②以馈线保护测控装置为例,建立了平台的IEC 61850信息模型。以此为基础,在平台内部实现了利用SMV和GOOSE报文传输采样值和开入/开出信息,即实现了遵循IEC 61850的过程层通信,为平台接入IEC 61850系统和数字化变电站做好了准备。 ③进行了保护测量功能和过程层通信试验,验证了平台的可用性和过程层通信的可靠性,为类似设计方法在间隔层IED上的应用提供了可信依据。
上传时间: 2013-05-28
上传用户:lyy1234
异步电动机变频调速系统的频率范围、动态响应、调速精度、低频转矩、工作效率等方面具有很大优点。随着电力电子技术和计算机技术的飞跃发展,以此为基础的交流电机变频调速技术也取得了长足的进步,基于SVPWM的异步电动机矢量控制系统作为现代交流传动控制的一个重要研究方向,逐渐成为研究的热点。 异步电动机调速系统是一个多变量、强耦合的非线性系统,虽然常规的PID控制算法简单、可靠性高,但对于异步电动机这样的非线性系统控制效果一般。模糊控制作为智能控制的一个重要的分支,由于不需要建立对象的精确数学模型,且具有良好的鲁棒性和非线性的控制特性,非常适用于异步电动机调速系统。本文以提高异步电动机的调速精度和改善电动机的使用效率为目标,基于SVPWM的控制原理,分别采用传统PID控制器和模糊PID控制器,应用在异步电动机的调速系统中。 本文首先介绍了异步电动机调速方法和逆变器的PWM控制方法。并阐述了矢量控制、坐标变换、空间电压矢量调制的基本原理,给出了异步电动机在不同坐标系下的数学模型,为设计异步电动机矢量控制系统奠定了基础。同时给出了传统PID控制器和模糊PID控制器模型。为验证控制效果,文中基于MATLAB/Simulink平台,建立了控制器的计算机仿真模型,给出了仿真结果,并对结果做了详细的分析。比较了传统PID控制和模糊PID控制的效果,由仿真结果可以看出采用模糊PID控制算法具有较大的优越性。 最后,以TI公司的DSP控制芯片TMS320F2812为控制核心,设计了异步电动机的控制系统,硬件系统主要包括主电路、功率驱动电路、电压、电流检测电路等电路。另外设计了控制软件,并给出了软件的流程图。通过实验测得的波形,验证了控制方法的正确性和有效性。
上传时间: 2013-05-17
上传用户:dpuloku
近年来,随着计算机技术、网络技术与无线通信技术的高速发展和广泛应用,无线传感器网络已成为国际上备受关注的前沿热点之一。无线传感器网络在军事应用、环境监测、医疗护理、空间探索等方面都显示了广阔的应用前景,被认为是21世纪最有发展前景的技术之一。 本文通过对无线传感器网络的发展现状、发展趋势以及水环境多参数监测特点的研究,提出了面向水环境多参数监测应用的无线传感器网络系统的解决方案,分析了系统设计的目标和功能,并指出了系统软硬件平台的设计要求与设计原则。依托2006年江苏省科技攻关项目“总线化智能多参数高精度检测与控制仪表”,设计了基于Silicon Laboratories的C8051F310处理器和CC2420射频芯片的硬件开发平台,详细地描述了硬件平台中各个功能模块的细节,并在此平台上实现和改进了SimpliciTI协议和IEEE802.15.4/Zigbee协议,最后对系统进行了测试。整个系统以无线传感器网络技术为核心,增强了系统的灵活性、可维护性和可扩展性,同时系统模块化、开放式的结构使系统具有良好的可移植性。 将无线传感器网络技术应用于水环境多参数监测,涉及到传感器技术、无线通信技术、计算机应用技术等多种技术。到目前为止,随着科学技术的不断进步,它还在不断地完善,前景尤为广阔。
上传时间: 2013-06-01
上传用户:无聊来刷下
近年来,随着大规模集成电路的飞速发展,微控制器和数字信号处理器的性价比不断提高,数字控制技术已逐步应用于大中功率高频开关电源。相对于传统模拟控制方式,数字控制方式具有电源设计灵活、外围控制电路少、可采用较先进的控制算法、具有较高可靠性等优点。 高频开关电源具有体积小、重量轻、效率高、输出纹波小等特点,现已逐步成为现代通讯设备的新型基础电源系统。针对传统开关电源中损耗较大、超调量较大、动态性能较差等问题,本文采用基于DSP的全桥软开关拓扑结构。全桥软开关移相控制技术由智能DSP系统完成,采样信号采用差分传输,控制算法采用模糊自适应PID算法,产生数字PWM波配合驱动电路控制全桥开关的通断。在输入端应用平均电流控制法的有源功率因数校正,使输入电流跟随输入电压的波形,从而使功率因数接近1。最后通过Matlab仿真结果表明模糊自适应PID控制算法比传统PID控制算法在超调量,调节时间,动态特性等性能上具有优越性。 论文以高频开关电源的设计为主线,在详细分析各部分电路原理的基础上,进行系统的主电路设计、辅助电路设计、控制电路设计、仿真研究、软件实现。重点介绍了高频变压器的设计及模糊自适应PID控制器的实现。并将辅助电源及控制电路制成电路板,以及在此电路板基础上进行各波形分析并进行相关实验。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:s蓝莓汁
风光互补发电系统作为新能源技术应用的重要组成部分越来越受到人们的青睐,所以将此作为新能源研究的切入点,进行一些有益的尝试和探索。 本文从太阳能电池的光生伏打效应入手,推导出太阳能电池的U-I曲线,并以此作为最大功率跟踪(MPPT)技术的理论基础。针对小风机的发电技术也存在的MPPT技术,文章进行了统一性研究,给出了新的控制策略--变步长扰动观察控制。为了提高系统的充放电效率,文章还对三段式充放电、均衡充电、温度补偿等蓄电池充电理论进行了阐述。 根据上述理论,结合工程实际,设计了风光互补控制器的电路。利用电压霍尔和电流霍尔实现了风机电压、太阳能电池电压、蓄电池电压和充电电流的实时采样,利用TMS320F2812DSP的EVA与AD模块软件实现对蓄电池欠压、过压、运行等模式的智能充放电管理。针对风力发电机的输出电压波动大的问题,系统提供了硬件和软件的风机过速智能保护系统。本系统采用MPPT的控制策略提高了整个系统的效率,设计提供了一套LCD显示界面和一组LED指示灯增强系统管理的友好性。为了解决风光互补控制器芯片的供电问题,设计了一套以UC3843PWM芯片为核心的反激式辅助电源。该电源用硬件实现了电流内环、电压外环的双环控制策略,提高了系统供电的可靠性和稳定性。 研制出了一台风光互补控制器样机,进行了有关实验、检测与调试。实验波形和数据都显示该系统运行稳定可靠,达到了设计要求。该方案可为风光互补控制器的工程设计提供一定的参考。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:diets
函数发生器又名任意波形发生器,是一种常用的信号源,广泛应用于通信、雷达、导航等现代电子技术领域。信号发生器的核心技术是频率合成技术,主要方法有:直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)、直接数字合成技术(DDS)。DDS是开环系统,无反馈环节,输出响应速度快,频率稳定度高。因此直接数字频率合成技术是目前频率合成的主要技术之一,其输出信号具有相对较大的带宽、快速的相位捷变、极高的相位分辨率和相位连续等优点。本文的主要工作是采用SOPC结合虚拟仪器技术,进行DDS智能函数发生器的研制。 本文介绍了虚拟仪器技术的基本理论,简要阐述了仪器驱动程序、VISA等相关技术。对SOPC技术进行了深入的研究:SOPC技术是基于可编程逻辑器件的可重构片上系统,它作为SOC和CPLD/FPGA相结合的一项综合技术,结合了两者的优点,集成了硬核或软核CPU、DSP、锁相环、存储器、I/O接口及可编程逻辑,可以灵活高效地解决SOC方案,而且设计周期短,设计成本低,非常适合本设计的应用。本文还对基于DDS原理的设计方案进行了分析,介绍了DDS的基本理论以及数学综合,在研究DDS原理的基础上,利用SOPC技术,在一片FPGA芯片上实现了整个函数发生器的硬件集成。 本文就函数发生器的设计制定了整体方案,对软硬件设计原理及实现方法进行了具体的介绍,包括整个系统的硬件电路,SOPC片上系统和PC端软件的设计。在设计中,LabVIEW波形编辑软件和函数发生器二者采用异步串口进行通信。利用LabVIEW的强大功能,把波形的编辑,系统的设置放到计算机上完 成,具有人机界面友好、系统升级方便、节约硬件成本等诸多优势。同时充分利用了FPGA内部大量的逻辑资源,将DDS模块和微处理器模块集成到一个单片FPGA上,改变了传统的系统设计思路。通过对系统仿真和实际测试,结果表明该智能型函数发生器不仅能产生理想的输出信号,还具有集成度高、稳定性好和扩展性强等优点。关键词:智能型函数发生器,虚拟仪器,可编程片上系统,直接数字合成技术,NiosⅡ处理器。
上传时间: 2013-07-09
上传用户:zw380105939
本文以单元机组协调控制系统为研究对象,在分析了协调控制系统特性的基础上,总结了实际运行的协调控制系统中存在的问题和影响控制效果的原因。把汽包锅炉单元机组简化为一个具有双输入、双输出的被控对象以及做了一些合理假设的前提下对协调控制系统建立的动态数学模型进行分析。 从快速满足电网负荷指令的需求,抑制各种干扰,保证机组的稳定运行的中心任务出发,首次提出采用智能PID控制器作为汽机的主控制器,解决常规单自由度PID控制器不能兼顾目标跟踪特性和抗干扰特性的问题,并在一定程度上解决了协调控制系统对锅炉前馈回路过分依赖的问题。 针对锅炉对象大迟延特性,利用模糊预估策略对过程的输出进行预测。补偿了锅炉侧纯延迟带来的不利影响;而且还具备了模糊控制不依赖于系统的数学模型,具有对系统参数变化不敏感,对于非线性、时变时滞等特性,呈现出较好的鲁棒性等特点,当出现较大的误差时,可以把系统从很大的偏离中拉回来,提高了系统的响应速度和安全性。仿真试验表明采用模糊预估能够降低系统的超调,取得较好的控制效果。 由于单元机组中的锅炉与汽机为强耦合系统,为了实现一对一的单一控制,决定采用神经网络多变量解祸控制,通过仿真证明,达到了很好的解耦效果。 为了从全局上优化系统的控制行为,采用模糊控制策略对锅炉和汽机的指令进行智能化的调整和约束。根据不同的负荷阶段、主要参数的变化情况及时调整有关的指令,使协调控制系统向着有利于全局优化的方向调节。 本文将神经网络、模糊控制思想引入协调控制系统,并在此基础上构造神经网络、模糊自适应控制的智能PID控制方案。通过理论分析和仿真实验证明了这一控制方法在电厂协调控制系统中的实用价值,和传统的PID控制比较,这种智能控制算法有效的提高了负荷的响应速率,保证了系统的品质,取得了很好的控制效果。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:luke5347
人脸检测和定位是在图像中进行人脸检测,以及确定图像中人脸的位置、大小、个数等信息,最初作为自动人脸识别系统的定位环节被提出,近年来由于其在安全访问、智能监测、虚拟现实、基于内容的检索和新一代人机界面等领域的应用需求,作为一个独立的课题也备受研究者的重视。 论文针对人脸检测定位和识别技术在智能视频监控系统的特殊应用,进行人脸检测和定位算法研究,并将这些算法通过DSP进行实现。论文工作如下: 1.本文针对人脸检测和定位问题,提出了基于YUV色彩空间的肤色检测的改进算法,通过在YUV空间对人脸肤色的聚类分析,建立了YUV肤色模型。仿真结果表明,该模型可以有效地检测到图像中的肤色区域,为人脸的粗定位奠定了基础。 2.针对图像中肤色不一定是人脸的问题,在人脸检测时,利用肤色确定候选区域,再利用一些规则对人脸候选区域进行判别或合并。针对图像只中存在一个人脸的情况,采用改进的坐标轴投影方法进行单个人脸的检测定位;针对图像中存在多个人脸的情况,利用改进的区域标定算法进行多个人脸的检测定位,使得算法能够完成单人脸检测和多人脸的检测定位,仿真结果表明了算法的有效性。 3.论文提出了通过DSP图像处理系统实现以上算法的过程,首先在MATLAB环境研究算法,然后进行算法的DSP移植,采用了有利于DSP处理的图像存储格式和算法结构,改善了算法的实时性。实际测试结果表明了算法在DSP上实现的正确性和可行性。 基于DSP的人脸检测和定位算法的实现,对监控系统的智能化发展具有重要的实际意义。
上传时间: 2013-05-22
上传用户:sunzhp
无功补偿对于现代电力系统的运行与稳定性来说是必不可少的。静止无功发生器(SVG)经过了三十多年的发展,已经在无功补偿技术上得到广泛的应用。它具备优越的动态性能,可以大大提高电力系统的电压调整能力和系统稳定性,进而提高电力系统的输电能力。在我国,充分发挥SVG的作用,显得尤为迫切。 本文论述了SVG的发展概况,研究了SVG的工作原理,对大容量的主电路结构进行了比较分析,并在此基础上建立了SVG的稳态数学模型和标幺值数学模型。然后,阐述了瞬时无功功率理论,给出了无功电流检测的具体算法,并利用MATLAB仿真软件对该算法进行了仿真实现。接下来研究比较了SVG的两种传统控制策略,介绍了几种PWM触发技术,其中着重研究了空间矢量PWM(SVPWM)的算法。利用MATLAB仿真软件对基于传统电流间接闭环控制算法的SVG进行了系统级仿真实现,在与电流直接控制的SVG仿真结果做对比后,指出各自的补偿特点。文章重点在结合以上算法各自的优缺点、电网本身的大扰动和电力系统对SVG控制性能的严格要求后,给出了一种新型电压电流双闭环的控制方法。其中电流内环采用瞬时无功电流的PI反馈控制,PI值根据系统数学模型中iq△δ的比例关系,采用了齐格勒-尼柯尔斯法则进行整定;而电压外环则采用系统动态电压的智能遗传PI反馈控制,利用智能遗传算法对PI值进行整定。用MATLAB/SIMULINK分别对两个环节的控制算法进行了仿真,并针对外环控制器的遗传PI算法,与PI算法的仿真结果做了对比,证明了遗传PI的优越性,为基于双闭环控制的SVG系统级仿真打下了基础。最后,文章利用MATLAB/SIMULINK/PSB对新型电压电流双闭环系统的SVG进行了仿真实现,并对在电网不同情况下的补偿效果与传统电流间接控制的SVG进行了分析与比较。仿真结果表明该控制方式具有更好的动态性能。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:skfreeman
为了减小异步电机在起动过程中过高电流对电网的冲击,消除传统降压起动对电器和机械设备的不利影响,提高电机的起动特性,本文基于电力电子技术对异步电机的软起动进行了较为深刻的研究。 本文介绍并设计了一种基于PIC18F4550的新型的软起动器。在功能上,除了具有一般的电压斜坡软起动和电流限流软起动功能,还增加了专门针对泵类负载的转矩闭环泵控软起动模式。这种起动方式有效的降低了水泵起动和停止时造成的水锤,并减轻了管路系统的振荡。同时,针对异步电动机软起动过程中出现的电流、电磁转矩以及转速振荡问题,分析了引起振荡的影响因素及其产生原因,采用以电流关断时刻为晶闸管触发基准来抑制振荡问题。 文章首先分析研究了异步电机的基本结构和工作原理,确定了软起动器所采用的基本原理和控制方法。分析得出为改善泵类负载起动性能所采用的转矩闭环泵控制策略以及为减小振荡所采用的关断角控制方法的可行性。 其次,本课题对传统的软起动器的改进进行了尝试。采用Microchip公司的PIC18F4550芯片为控制核心。在此基础上,详细介绍了交流采样电路、同步触发电路以及通迅接口电路等硬件电路。软件方面采用C语言和汇编语言混合编程实现模块化程序的设计,在文中较为详细地介绍了控制系统各部分软件的设计思想和实现,其中包括主程序流程、各种起动方式的控制程序等。 在文章最后给出了基于MATLAB搭建的软起动系统的仿真模型,仿真结果表明这种带泵控制功能的软起动器可以有效的减小电机起动过程中过高电流对电网的冲击,优化了电机的起动性能。
上传时间: 2013-06-13
上传用户:wang5829