基于双CPU控制的静止启动变频器系统设计.pdf

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1、第47卷第5期电力电子技术Vo1．4／．O．2013年5月PowerElectronicsMalv2013基于双CPU控制的静止启动变频器系统设计陶以彬，鄢盛驰，李官军，王德顺(中国电力科学研究院，江苏南京210003)摘要：目前在大型同步机组的启动中普遍采用静止启动变频器(SFC)控制方式。针对SFC的控制要求，进行启动变频器控制系统设计。控制系统采用底板总线设计思路和双CPU控制模式，不但满足SFC的快速控制要求，而且易于扩展，同时可作为新能源发电的通用控制平台。通过在潘家口抽水蓄能电站改造中的SFC应用，验证控制系统设计的稳

2、定性和正确性。关键词：变频器；大型同步机组；底板总线中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)05—0062—03DesignofStaticFrequencyConverterBasedonDual-CPUTAOYi—bin，YANSheng—chi，LIGuan-jun，WANGDe—shun(ChinaElectricPowerResearchInstitute，Nanjing210003，China)Abstract：Atpresent，thestatic~equencyconverter(

3、SFC)startmodeisusuallyusedasthecommonstartmodeinthelargesynchronousunit．InordertomeettherequirementsofSFC，theconvertercontrolsystemisdesigned．Systemde-signusesbackplanebusanddual—CPUdesignideatomeetfastcontrolrequirements，andiseasytoexpand，usedasacommoncontrolplatform

4、ofnewenergypowergenerationcontro1．ThroughapplicationsinPanjiakoupumped—storagepowerstationtransformation，thestabilityandcorrectnessofthiscontrolsystemdesignareverified．Keywords：converter；largesynchmnousunit；backplanebusFoundationProject：SupportedbytheScientificandTech

5、nologicalProjectofShanghaiScienceandTechnologyCommission(No．1ldz1203000)1引言2SFC系统启动控制原理目前大型同步机组的启动普遍采用SFC控制SFC主电路拓扑结构如图】所示。系统主要方式，SFC已经成为抽水蓄能机组变频启动的标包括网侧整流桥、平波电抗器、机侧逆变桥、大功准配置。而国内抽水蓄能机组变频启动器全部采率同步电机和励磁整流器【～1。用国外的产品。导致投资成本高，维护和更新困V11rVl，jfv,5jrLdJ、V24．；_)V31j，jv3】r难。突破S

6、FC产品的关键技术和难点在于打破国rb外企业的SFC产品垄断，实现1OMw级特大容量c变频器的国产化【卜。4jrV1fV12／-Ldd、rV2．；rV2，_；}rV]b】rV3：c】r控制器是SFC控制系统的核心。近年来，随着图1SFC系统主电路拓扑结构计算机技术的发展．出现了高速处理芯片．使得人Fig．1MaincircuittopologicalstructureofSFCsystem们可采用具有高速运算能力的数字信号处理器由图1和同步电机模型可得：(DSP)作为核心，应用现场可编程门阵列(FPGA)作为接口控制的双CPU设计

7、模式。{f一：T,．d．n．，：Cj-C~，Gn：=’‘。。f、卢一等～1Ce这里对抽水蓄能机组的启动控制原理进行了l(1)简要介绍，对控制器的设计进行了详细阐述。经过ILu广一n，·Cr孚—-(～Z，Jd一-L／-Jo)／0in■■2I^)fN二、／在潘家口抽水蓄能电站的实际投运。验证了控制该SFC为“AC／DC／AC”电流源型，整流器将交系统设计的有效性和稳定性。流电整流成直流电。逆变器再将直流电逆变为频率可调的交流电，中间的平波电抗器用于整流器基金项目：上海市科委科技攻关项目(1ldz1203000)输出后的平波和去耦，使变

8、频器主回路的直流电定稿日期：2012—03—07作者简介：陶以彬(1977一)，男，安徽芜湖人，硕士，研究方流波形平直、脉动小，具有电流源特性。基本工作向为现代电力电子和储能技术。原理为：控制系统根据电机转速和位置信号，控制62基于双CPU控制的静