基于双dsp硬件架构固态开关控制系统设计

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1、第46卷第8期电力电子技术Vo1．46．No．82012年8月PowerElectronicsAug．2012基于双DSP硬件架构的固态开关控制系统设计翁洪杰，姚佳，朱良合，徐海华(1．广东电网公司电力科学研究院，广东广卅I510600；2．东南大学，江苏南京210096)摘要：为解决电网供电电压跌落及短时断电的问题，实现了对负载的不间断供电，设计了基于双DSP和FPGA的固态转换开关(SSTS)控制系统。介绍了SSTS设备的工作原理，通过仿真论证了强制切换(MBB)控制策略及单相电压跌落检测算法的有效性和必要性。根据改进后的SSTS系统控制算法，通

2、过对功能的层次化解析，建立了双DSP+FPGA控制系统架构，并简单介绍了各系统模块的实现方法。最后给出了380VSSTS装置部分运行结果。实验结果表明，所采用的控制系统架构及控制策略是正确可行的。关键词：固态转换开关；电压跌落检测；切换控制中图分类号：TM564文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)08—0089—04DesignofaControllingSystemforSolidStateTransferSwitchBasedonDual-DSPWENGHong-jie，YAOJia。，ZHULiang—he，XUHai—hua

3、(1．GuangdongElectricPowerResearchInstitute，Guangzhou510600，China)Abstracts：Ahigll-performancecontmHingsystemforsolidstatetransferswitching(SSTS)isdevelopedbasedondual-DSPplusfieldprogrammablegatearray(FPGA)．I11econtrollingsystemforSSTScanbeusedtosolvevoltage—sagandshort·termpow

4、eroutage．Themakebeforebreak(MBB)switchingstrategyandvoltage-sagdetectionalgorithmareverifiedthroughsimulations．Afterthatthesystemfunctioniscomprehensivelyanalyzed．Thenadual—DSPplusFPGAarchitecturecontrolling~hemeisbuilttomeetthereqirmemofwhichpresentsthecontrolsystemhighercompu

5、tingspeedandbetterreliability．Theexperimentalresultsof380VSSTSprototypemachinebasedonthiscontrolsystemplatformaregivenwhichprovethecontrolsystemisfeasibleandsuccessfu1．Keywords：solidstatetransferswitching；voltage-sagdetection；switchingcontrol1引言该控制平台在各种智能电网电力电子测控设备上具有广泛的应用前景。SS

6、TS是一种解决电压短时跌落的电力电子设备。随着电力电子器件的发展，采用可控电力电子2SSTS原理与系统仿真器件取代机械开关，可实现高速投切，且设备寿命SSTS系统结构框图如图1所示。长．赋予了SSTS全新的意义【”。在此以晶闸管型固态开关装置为研究对象，首先在电磁暂态仿真平主侧负载电源台PSCAD／EMTDC建立了10kV／1MW中压SSTS系统模型。通过仿真对现有电压跌落检测算法以备用侧电源及切换控制策略进行了研究和改进。在仿真基础上．对SSTS控制系统功能进行了梳理和层次化解图1SSTS系统结构框图析，提出基于双DSP+FPGA的硬件控制架构。F

7、ig．1TheblockdiagramofSSTSsystem该控制平台可实现多达24路的模拟信号同主、备用侧电源分别通过晶闸管连接到负载。步实时采样。通过将系统测试、控制功能在多处理在正常工作时。负载接入主侧电源工作运行，当系器中分工合作，有效提高了系统运算速度．减少了统监测到主侧电源有电压跌落、过流或过温故障软件开发复杂性，提高了系统的可靠性与稳定性。时，系统自动将负载切换到备用侧电源。SSTS控制系统的研究重点在于电压跌落检测算法和切换定稿日期：2012-06-26控制策略。为研究这些问题，在电磁暂态仿真软件作者简介：翁洪杰(1978一)，男，

8、福建龙岩人，工程师，研究PSCAD／EMTDC中建立了10kV／1MW中压SS方向为电力电子在电力系统中的应