变电站智能监护系统的研究

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1、中文摘要变电站自动化系统是利用计算机、通信技术对在线运行的变电站设备进行实时监控的自动化系统。它集微机继电保护、测量、控制、远程通信于一体，对变电站进行全方位的控制和管理。随着微电子技术、计算机技术和通信技术的快速发展，电力自动化技术得到了迅速发展，电力电子装置和其它非线性负载设备的使用使得人们越来越关注电力系统的电能质量。对这些电力参数进行实时的测量、监控和分析并进一步采取相应的补偿措施，对提高电力系统的供电安全和可靠性有着重要的意义。本文首先介绍了国内外变电站自动化系统的发展情况和研究动态，并对数字信号处理器(DSP)的发展

2、及其在电力系统的应用、CAN总线在电力系统自动化的应用情况进行了研究，对现有变电站的集中式和分层分布式两种结构进行了比较和分析，提出了基于DSP和CAN总线的变电站智能监护系统的设计方案，并且根据电力系统的要求，给出了系统的性能指标。本文在硬件上采用模块化设计，精心设计了测控模块和通信模块。通过利用DSP强大、高效的运算能力和丰富的外围接口电路，使系统的实时响应性能和信号处理速度都得到了大幅提高。同时论文将CPLD技术引用到系统的硬件电路设计中，并将微处理器的外围数字电路集成到一个芯片上，降低了系统外部连线的复杂程度，提高了系统

3、的集成化程度和可编程性。在通信方面，利用现场总线的通信速率高、容错性强的特点，成功地将CAN总线引入到变电站现场数据的通信中，提高了整个系统的现场数据通信的实时性和可靠性。在软件上，通过广泛利用DSP的中断资源，很好的解决了多任务对CPU的同时请求，提高了系统的实时性和软件的运行效率。在理论上，基于快速傅立叶变换给出了频率、电压、电流、有功功率、无功功率等电参量的计算方法，并且设计出软、硬件的抗干扰设施，保证了系统要求的精度。该系统在MATLAB仿真设施环境下进行了仿真实验。仿真实验结果表明：本文所设计的智能监护系统运作的快速性

4、、准确性、可靠性、抗干扰性等功能特性均令人满意，满足电力系统的精度要求，证明本方案可行。关键词：变电站，DSP，CAN总线，智能监护AbstractAutomationsystemofsubstationisallautomaticsystemthatmonitorstheapplicationsofthesubstationatreal-timebyapplyingcomputerandcommunicationtechnology．Itintegratesmlcrocomputerrelayprotection，measur

5、ement，controlandremotecommunicationtechnologytomonitorandmanageallaspectsofthesubstation．Withtherapiddevelopmentofcomputer,communicationandcontroltechnology,power-automationtechniquehasalsoobtainedspeedydevelopment．ThewideUSeofpowerelectronicsandnon—linearequipment，m

6、oreattentionshavebeenpaidtothequalityofpowersystem．Byreal-timemeasuring，monitoringandanalyzingthepowerparameters，peopleCalltakefurtherst印Stoimprovethesafetyandstabilityofpowersupplyandithasgreatsignificance．Firstly,thispaperintroducesthedevelopmentandresearchingstate

7、sofautomationsystemofsubstationbothdomesticandoverseas．AndthispaperhasaresearchonthedevelopmentofDSPandapplicationsofDSPandCANBusinpower-automationsystem．Thencentralizedandhierarchicalstructuresoftheexistingsubstationarecomparedandanalyzed．Aschemeofintelligentmonitor

8、systemofsubstationbasedonDSPandCANBusiSpresented．Andinaccordantewiththerequirementsofthepowersystem，theperformanceindicatorsofsyste