電力系統(tǒng)自動裝置原理課程設(shè)計--低頻減載裝置的設(shè)計

1、<p><b>　　電力系統(tǒng)自動裝置</b></p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　[低頻減載裝置的設(shè)計]</p><p>　　2012年 11月 19日</p><p>　學(xué) 號：</p><p>　姓 名：</p

2、><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　引　　言1</b></p><p>　　第1章 課題設(shè)計概述2</p><p>　　1.1 課題研究的背景及意義2</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　

3、　第2章 低頻減載硬件設(shè)計4</p><p>　　理論分析及具體設(shè)計過程4</p><p>　　第3章 低頻減載裝置軟件設(shè)計7</p><p><b>　　參考文獻8</b></p><p>　　第1章 課題設(shè)計概述</p><p>　　1.1 課題研究的背景及意義</p>

4、;<p>　　《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》將電力系統(tǒng)的擾動分為三類：第一類為常見的普通故障，要求系統(tǒng)在承受此類故障時能保持穩(wěn)定運行與正常供電；第二類故障為出現(xiàn)概率較低的較嚴重的故障，要求系統(tǒng)在承受此類故障時能保證穩(wěn)定運行，但允許損失部分負荷；第三類故障為罕見的嚴重復(fù)雜故障，電力系統(tǒng)在承受此類故障時，如不能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行，則必須防止系統(tǒng)崩潰并盡量減少負荷損失。</p><p>　　針對上述三種情況所采取

5、的措施，即所謂保證安全穩(wěn)定的三道防線。其中第三道防線就是要保證電力系統(tǒng)在嚴重復(fù)雜的故障下，防止事故擴大，防止導(dǎo)致長時間的大范圍停電，以免造成巨大經(jīng)濟損失和社會影響。這也是設(shè)置第三道防線的意義。</p><p>　　系統(tǒng)的擾動往往造成發(fā)電、用電功率的不平衡。調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率不平衡主要有兩種措施：增加功率輸入或裁切負荷”1。如果事故發(fā)生出現(xiàn)功率缺額時，系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量將積極、盡可能快的阻止系統(tǒng)崩潰，這一方案稱為低頻調(diào)速控

6、制。低頻調(diào)速控制必須在系統(tǒng)頻率剛開始下降時動作，并且是一種獨立于能量管理系統(tǒng)(EMs)地區(qū)性的控制。但當系統(tǒng)發(fā)生嚴重事故，旋轉(zhuǎn)備用容量不足以彌補系統(tǒng)功率缺額時，就應(yīng)該有選擇地切掉一部分負荷，從而阻止頻率下降，這一方案稱為低頻減載控制。由于現(xiàn)代電網(wǎng)經(jīng)濟運行的要求，系統(tǒng)的備用容量偏低，低頻減載成為嚴守第三道防線，維持整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，防止系統(tǒng)崩潰的主要手段。</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p&g

7、t;<p>　　目前國內(nèi)外較多選用的是常規(guī)的反映頻率絕對值原理的低頻減載裝置。為防止誤動，傳統(tǒng)的采用動作后帶延時防止誤動，而延時措施在電網(wǎng)有功功率缺額引起頻率下降時，必然出現(xiàn)消極等待頻率下降到動作值以下，再經(jīng)過一段延時才能減載。當延時到達時，電網(wǎng)實際頻率已下降到動作頻率值以下，下降的深度視頻率變化率的大小而定。頻率不斷下降的后果，可能突破電網(wǎng)的最后一道防線，導(dǎo)致電網(wǎng)頻率崩潰，引起全網(wǎng)瓦解性大停電事故。電網(wǎng)有功功率缺額愈大，

8、頻率下降速度愈快，頻率下降愈深，嚴重影響抑制電網(wǎng)頻率下降的實際效果，最后導(dǎo)致頻率崩潰，造成大面積停電事故。國外如1977年美國紐約大停電事故，造成直接經(jīng)濟損失3.5億美元。國內(nèi)也曾出現(xiàn)多次因低頻減載裝置配置和運行維護不當，發(fā)生大停電事故。如貴州電網(wǎng)“86”事故及廣州電網(wǎng)“92?！笔鹿?，其直接經(jīng)濟損失均達數(shù)百萬元以上。以上事故教訓(xùn)告訴人們，要求現(xiàn)代電網(wǎng)中采用新型低頻快速減載裝置來避免頻率崩潰事故的發(fā)生已勢在必行。</p>&

9、lt;p>　　防止電力系統(tǒng)頻率崩潰事故有效的措施就是采用低頻自動減載和解列裝置，在系統(tǒng)頻率下降時及時切除足夠數(shù)量較次要的負荷，或在合適的點上將系統(tǒng)解列，以保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，并保證重要負荷供電。國內(nèi)外幾乎所有的電網(wǎng)都采取了低頻減載措施，做為安全運行的最后一道防線。前蘇聯(lián)早在20世紀40年代就采取了低頻減載措施。我國在50年代即開始在電力系統(tǒng)中使用低頻減載裝置?？紤]低頻減載方案時，應(yīng)從以下幾點出發(fā):：</p>&l

10、t;p>　　1．在各種運行方式和功率缺額下有效地防止系統(tǒng)頻率下降至系統(tǒng)安全運行的最低頻率值，即頻率危險點；</p><p>　　2．使系統(tǒng)盡快恢復(fù)至49.5～50Hz之間或低頻減載裝置首輪動作值和50Hz之間，無超調(diào)和懸?，F(xiàn)象；</p><p>　　3．在保證恢復(fù)系統(tǒng)穩(wěn)定性和不越過系統(tǒng)安全運行頻率點的前提下切除的負荷盡可能少；</p><p>　　4．聯(lián)絡(luò)線傳

11、輸功率不過載，結(jié)點電壓不越限；</p><p>　　5．應(yīng)能保證解列后的各孤立子系統(tǒng)也不發(fā)生頻率崩潰。</p><p>　　針對以上要求，低頻減載方案的整定成為研究重點，其中切負荷量和切負荷點以及動作時間的選擇是衡量減載方案的關(guān)鍵?；诮?0年以來減負荷的研究可將低頻減載方案大致分為以下幾類：傳統(tǒng)法、半適應(yīng)法、自適應(yīng)法以及計算輔助算法。</p><p>　　第2章

12、 低頻減載裝置硬件設(shè)計</p><p>　　2. 理論分析及具體設(shè)計過程</p><p>　　2．1硬件系統(tǒng)總體概述</p><p><b>　　圖1硬件總體框圖</b></p><p>　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)系統(tǒng)十分復(fù)雜，各種事故的發(fā)展變化難以事先預(yù)見。在這種情況下，如果低頻減負荷的輪數(shù)不多，往往難以取得很好的效果。因此增加

13、動作輪數(shù)和縮小各輪之間的級差成為電力系統(tǒng)運行部門的現(xiàn)實要求，這對低頻減載裝置提出了一個更高的要求。同時，由于使用了軟件測頻算法和40點采樣，使得系統(tǒng)對計算能力的要求很高。</p><p>　　數(shù)字信號處理器(DSP)具有全新的哈佛總線結(jié)構(gòu)、專門的硬件乘法器以及廣泛采用流水線操作等特點，為研發(fā)高精度、誤差小的數(shù)字式低頻減載裝置提供了可能。本文針對電力系統(tǒng)頻率特性，采用TI公司的TMS320C32來進行計算。<

14、/p><p>　　裝置由采樣計算模塊、邏輯處理模塊和監(jiān)控模塊組成，如圖5．1所示。其中采樣計算模塊和邏輯處理模塊在同一塊主板上，監(jiān)控模塊在MMI板上。</p><p>　　采樣計算模塊負責(zé)交流數(shù)據(jù)采集和計算，并把數(shù)據(jù)通過雙端口RAM傳遞給邏輯處理模塊；邏輯處理模塊主要負責(zé)開關(guān)量輸入(簡稱開入)、與采樣計算模塊和監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)交換、少量的計算、控制的邏輯判斷、開關(guān)量輸出(簡稱開出)等功能。監(jiān)控模

15、塊主要負責(zé)人機界面的處理、外部通信等功能。這種結(jié)構(gòu)，利用DSP計算速度快的優(yōu)點，把交流數(shù)據(jù)采集和大量的計算這項繁重的任務(wù)交給DSP完成，而邏輯處理模塊的MCU則集中精力完成邏輯判斷任務(wù)，也避免了單CPU系統(tǒng)時采樣與通信的沖突。將人機界面和外部通信功能由監(jiān)控模塊完成，邏輯處理模塊MCU僅僅負責(zé)與其的數(shù)據(jù)交換，減輕了MCU的負擔，同時人機界面和外部通信可以實現(xiàn)更為復(fù)雜和豐富的功能。這種結(jié)構(gòu)下監(jiān)控模塊具有很高的獨立性，便于采用統(tǒng)一的監(jiān)控平臺軟

16、件，具有良好的擴展性和靈活性。</p><p><b>　　2．2采樣計算模塊</b></p><p><b>　　(1)采樣單元</b></p><p>　　采樣單元由三部分組成：模擬量輸入變換部分、模擬低通濾波部分、AD變換部分。模擬量交流電壓信號經(jīng)過PT變換為二次信號。交流通道具有二階低通濾波和電壓跟隨電路，二階低通

17、濾波的截止頻率為397Hz，能采到工頻的7次諧波，并能很好地和負載隔離。A／D轉(zhuǎn)換器使用AD7656。AD7656是高集成度、6通道、16bit逐次逼近(SAR)型ADC，它采用具有ADI專利技術(shù)的iCMOS(I業(yè)CMOS)I藝。與使用傳統(tǒng)CMOS工藝的模擬IC不同，iCMOS器件能承受高電源電壓，同時提高性能、顯著降低功耗和縮小封裝尺寸，所以非常適合在繼電保護、電機控制等工業(yè)領(lǐng)域使用。</p><p>　　交流

18、采樣頻率為2kHz，相當于每周波采樣40點。由于本文的算法是基于定間隔采樣的，因此采樣轉(zhuǎn)換信號由外部的可編程器件EPLD自動產(chǎn)生而無需DSP干預(yù)，AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果以中斷方式通知DSP。AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果由硬件將符號位擴展至32位，不需要DSP參與。</p><p>　　圖2模擬低通濾波原理圖</p><p>　　(2)DSP處理單元</p><p>　　采樣計算DSP是本

19、裝置的核心，主要完成模擬量的采集和各種算法。DSP采用數(shù)字信號處理器TMS320C32，該產(chǎn)品是一種非常通用的32位浮點處理器，工作于30MIPS／60MFLoPS，占用的電路板面積小，性價比高，而且以浮點處理，算法編程也比較容易。這些特點使它很適用于高分辨率、高采集率以及高速計算的場合。它具有4個外部中斷，2個256×32bit片內(nèi)雙存儲RAM，64×32指令Cache，2個32位定時器，2個DMA控制器，1個同步

20、串行口，采用MPSD接口。DSP外圍配置有256k×32bit SRAM、256k×32bit 45ns的極高速FLASH．ROM、8k×16bit雙端口RAM。 </p><p>　　(3)雙口RAM單元</p><p>　　雙口RAM的作用是將DSP計算和采樣的數(shù)據(jù)送入MCU。雙端口RAM(DRAM)選用CY7C025，8k×16bit。MCU和

21、DSP可以各自獨立地對其進行讀寫操作，就像操作各自的SRAM一樣。CY7C025具有中斷信號，左右兩端的系統(tǒng)可以以中斷的方式進行通信和數(shù)據(jù)交換。</p><p><b>　　2.3邏輯處理模塊</b></p><p><b>　　(1)MCU單元</b></p><p>　　MCU采用MOTOROLA／Freescale的

22、32位工業(yè)級芯片MC68332，具有很高的抗干擾能力及工作可靠性，內(nèi)核采用CPU32且具有強大的外圍子系統(tǒng)，如定時處理單元(TPU)、對列串行模塊(QSM)、系統(tǒng)集成模塊(SlM)等。MCU外圍配置有兩片256k×16bitSRAM(帶后備電池)、256k×16bitFLASHROM，用來存放數(shù)據(jù)和貯存程序。保存定值、系數(shù)、報告使用小扇區(qū)FLASH—ROM，AT29C040A，它具有512k×8bit，每扇

23、區(qū)256bytes。它具有10ms的快速編程時間和l萬次擦寫次數(shù)。</p><p>　　(2)開入開出單元。 </p><p>　　開關(guān)量輸入由開關(guān)量的輔助接點取得，經(jīng)過光電隔離和驅(qū)動后，送入MCU。可輸入20路開關(guān)量，分辨率小于lms。開入回路中的RC一階濾波器防止開入抖動，TVS防止浪涌；R1保證開入電壓低于14V時光耦不啟動。</p><p>　　圖3開關(guān)量輸

24、入原理圖</p><p>　　輸出開關(guān)量信號經(jīng)過鎖存、光電隔離后，控制繼電器。用繼電器控制斷路器、信號等。開出光耦采用TLPl27，其輸出為達林頓型，驅(qū)動電流達200mA以上。開出邏輯由EPLD編碼完成，增強了可靠性，為避免開出光耦擊穿后發(fā)生繼電器誤動事故，開出回路增加光耦擊穿檢測回路.</p><p><b>　　圖4開出原理圖</b></p><

25、;p><b>　　(3)通信單元</b></p><p>　　邏輯處理模塊與監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)交換是通過串行通信完成的。通信單元由高速鏈路控制器(HDLC)和編碼器組成。高速鏈路控制器(HDLC)采用PT7A8952J，其FIFO長達128bytes；MANCHESTER編碼由EPM7128STCl00．15完成。發(fā)送數(shù)據(jù)時，PT7A8952J將數(shù)據(jù)打包并傳送給EPM7128，EPM712

26、8進行MANCHESTER編碼后再往外發(fā)送；接收數(shù)據(jù)時順序相反。</p><p><b>　　(4)復(fù)位單元</b></p><p>　　復(fù)位單元不僅復(fù)位采樣計算功能模塊和邏輯處理模塊，而且在復(fù)位期間閉鎖所有開出。MCU內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)位信號／RST，復(fù)位源包括軟件看門狗復(fù)位、雙總線故障復(fù)位、時鐘丟失復(fù)位和RESET指令等，其中軟件看門狗可由系統(tǒng)保護控制寄存器設(shè)定，它能監(jiān)視

27、MCU的主程序死、中斷服務(wù)程序死；另外，MCU通過DRAM監(jiān)視DSP是否死機，如果死機則由MCU復(fù)位DSP。復(fù)位單元主要芯片是MAX791 ESA，它具有電源監(jiān)視、硬件看門狗定時和備用電源切換等功能，其中電源監(jiān)視可以同時復(fù)位采樣計算模塊和邏輯處理模塊。MAX791ESA的門檻電壓為4．65V，如果VCC電壓低于4．65V，MAX791的復(fù)位信號／RST有效，復(fù)位整個主板：上電時如果VCC達到4．65V，則復(fù)位信號／RST繼續(xù)保持200m

28、s的低電平，在這200ms之內(nèi)，使VCC能上升到比較穩(wěn)定的電壓水平。MAX791ESA集成了硬件看門狗，其定時周期設(shè)置為10ms，以滿足程序亂或CPU死機時閉鎖開出。備用電池采用3．6V可充電鋰離子電池，給SRAM提供備用電源。正常工作時，MAX791ESA把電源接在VCC上；掉電時MAX791ESA把電源切換到備用電池。</p><p><b>　　2．4監(jiān)控模塊</b></p>

29、;<p>　　監(jiān)控模塊位于面板(MMI板)上，作用是提供人機接口并與外部進行通信。</p><p><b>　　CPU單元</b></p><p>　　CPU采用MOTOROLA／Freescale的工業(yè)級芯片MC68EN360，具有很高的抗干擾能力及工作可靠性，內(nèi)核采用CPU32且具有強大的外圍子接口能力等，具有4個串行通信控制器SCC，2個串行管理控

30、制器SMC，1個串行外圍接口SPI。CPU外圍配置有帶后備電池的256k×16bitSRAM、2M×8bit程序FLASHROM、lM×8bit參數(shù)FLASHROM、4M×8bitDRAM。</p><p><b>　　(2)時鐘單元</b></p><p>　　裝置時鐘由實時時鐘芯片RS5C348提供。RS5C348電源由電池

31、提供，裝置掉電后時鐘不會丟失。實時時鐘芯片RS5C348與AT89C4051單片機進行通訊，AT89C4051接收GPS的IRIG—B格式對時信號并與CPU通訊進行對時。</p><p><b>　　(3)人機接口單元</b></p><p>　　提供320×240圖形藍底白字液晶顯示器和薄膜鍵盤，并在面板上提供一個RS232維護口。</p>

32、<p><b>　　(4)通信單元</b></p><p>　　通過可編程邏輯EPM7128完成外部的串行通訊。</p><p>　　圖5監(jiān)控模塊原理框圖</p><p><b>　　2．5 EMC措施</b></p><p>　　(1)電磁兼容(EMC)的概念</p>&l

33、t;p>　　電磁兼容性：指電子設(shè)備在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效地進行工作的能力。電磁兼容性設(shè)計的目的：使電子設(shè)備既能抑制各種外來的干擾，使電子設(shè)備在特定的電磁環(huán)境中能夠正常工作，同時又能減少電子設(shè)備本身對其它電子設(shè)備的電磁干擾。電磁兼容的三要素：對系統(tǒng)本身不產(chǎn)生干擾；對其它系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾；對其它系統(tǒng)的發(fā)射不敏感。</p><p><b>　　(2)結(jié)構(gòu)上的措施</b></p&

34、gt;<p>　　裝置采用全封閉、防磁、防靜電的機箱；機箱的各連接部分充分考慮電氣連接的可靠性；保證機箱的各點和地處于同一電位；機箱的選材采用1mm厚、鍍鋅鋼板；定制端子，保證端子與機箱無細長縫隙；面板采用屏蔽簧片，使面板與殼體可靠地連為一體；插件板強弱電前分開。</p><p><b>　　(3)元器件的選型</b></p><p>　　全部選用工業(yè)級

35、芯片，主要芯片選用表面貼裝、小型封裝。</p><p><b>　　(4)布局</b></p><p>　　各插件板的分板按功能、信號的強弱分開；各插件板的排列順序合理地考慮到信號傳輸距離短且板間干擾??；干擾大的電源板和容易受干擾的交流板加屏蔽殼且相互遠離。</p><p><b>　　(5)印制板的設(shè)計</b></

36、p><p>　　印制板六層，VCC與GND各占用一層，信號線盡可能走中間層；各功能分塊布局，強弱分開；對不同電壓等級進行地層分割，模擬地與數(shù)字地分割且一點接地；合理的放置退耦電容；端子定義也按照功能、強弱分開的原則；設(shè)計時充分考慮自動化生產(chǎn)和調(diào)試的工藝要求。</p><p>　　第3章 低頻減載裝置軟件設(shè)計</p><p>　　3．1軟件系統(tǒng)整體設(shè)計</p>

37、;<p>　　根據(jù)功能的不同，裝置軟件分為兩大部分：監(jiān)控軟件、控制軟件。監(jiān)控軟件完成通信、GUI、數(shù)據(jù)儲存和傳送等功能；控制軟件完成采樣計算、控制邏輯等功能。監(jiān)控軟件運行在MMI板上，控制軟件運行在CPU板上。監(jiān)控軟件和控制軟件運行在不同的板件上，它們之間數(shù)據(jù)交換通過FDKBUS進行。FDKBUS是一種485通信方式，十多年來在東方電子的RTU及保護產(chǎn)品廣泛使用。考慮到監(jiān)控軟件所完成的功能具有相當大的通用性，因此將監(jiān)控軟件

38、作為一個通用平臺進行設(shè)計，這樣可以大大縮短軟件設(shè)計的周期。</p><p><b>　　3．2監(jiān)控平臺軟件</b></p><p>　　監(jiān)控平臺軟件是一個基于OXF框架構(gòu)建的微機保護嵌入式實時多任務(wù)軟件平臺。OXF即ObjectExective Framework，中文含義是對象執(zhí)行框架，是Ilogix公司提供的Rhapsody應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境中內(nèi)置的一個實時系統(tǒng)軟件

39、框架，它專為實時嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計，主要用來管理線程和狀態(tài)機的運行，由一系列UML類組成，這些類相互協(xié)作，組成了一個結(jié)構(gòu)嚴整、跨實時操作系統(tǒng)平臺的實時嵌入式軟件架構(gòu)。在OXF實時框架中包含了一套非常實用的針對實時應(yīng)用的抽象，便于開發(fā)人員繼承框架元素類以實現(xiàn)特定的應(yīng)用。如圖5-6所示，處于軟件平臺最底層的是具體的操作系統(tǒng)，例如psos、VxWorks等，它直接管理系統(tǒng)資源。</p><p>　　圖6監(jiān)控軟件平臺體系結(jié)

40、構(gòu)圖</p><p>　　為了便于將整個軟件平臺移植到不同的操作系統(tǒng)上去，在具體的操作系統(tǒng)層之上定義了一個操作系統(tǒng)封裝層，將嵌入式操作系統(tǒng)的一些基本概念都抽象出來，如任務(wù)、消息隊列等。</p><p>　　OXF框架就是建立在操作系統(tǒng)封裝層之上的，其中，無論活動類、響應(yīng)類還是事件類，都封裝了操作系統(tǒng)封裝層的內(nèi)容，實際上又可以稱之為平臺封裝層。在OXF框架之上，是提供給應(yīng)用層的API接口層，

41、這一層使用文件管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和OXF框架，甚至直接訪問操作系統(tǒng)封裝層的內(nèi)容。應(yīng)用模塊例如打印、GUI、通訊規(guī)約等都屬于應(yīng)用層的內(nèi)容，通過直接調(diào)用API接口函數(shù)來實現(xiàn)相關(guān)的功能。內(nèi)存管理系統(tǒng)比較簡單，但貫穿于具體操作系統(tǒng)以上的整個軟件平臺，無論是操作系統(tǒng)封裝層，還是文件管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、OXF和API接口，甚至應(yīng)用層都可以直接進行內(nèi)存的分配。以上構(gòu)成了一個完整的監(jiān)控軟件平臺。</p><p>　　對于具體的裝

42、置編程人員，應(yīng)用層是開放的，與平臺的接口是通過API接口進行的，編程人員可以在API接口的基礎(chǔ)上編寫自己的應(yīng)用程序。API函數(shù)提供了監(jiān)控平臺的功能接口，除了初始化過程調(diào)用的部分函數(shù)外，所有功能函數(shù)都是可重入的。API提供了訪問所有數(shù)據(jù)及其屬性的接口。這些接口包括：ID：指字符串ID，名稱ID、單位ID、描述ID均為字符串ID。通過字符串ID可取對應(yīng)的字符串。一般對象：主要用于描述實時數(shù)據(jù)等常規(guī)對象，使用Get、Set完成常規(guī)操作；報告類

43、數(shù)據(jù)：主要指動作報告等信息，除常規(guī)接口外，該類數(shù)據(jù)提供了一系列的瀏覽接口。事務(wù)：主要用于參數(shù)等對象，所有操作最為一個整體進行提交或撤消操作，這樣可以保證數(shù)據(jù)的完整性和有效性。在使用事務(wù)對象時需要注意讀寫操作都需要包含在事務(wù)過程中。操作命令：指傳動等命令，使用Set操作完成相應(yīng)的操作，操作類型和對象有關(guān)。定義參考頭文件。</p><p><b>　　3．3控制軟件</b></p>

44、<p>　　控制軟件由兩部分組成：DSP軟件和MCU軟件。DSP軟件完成采樣計算并將數(shù)據(jù)送給MCU。MCU軟件完成控制邏輯和與監(jiān)控軟件的通信。兩者之間通過雙口RAM交換數(shù)據(jù)。</p><p>　　(1)DSP軟件結(jié)構(gòu)</p><p>　　DSP軟件功能單一，在程序結(jié)構(gòu)上是簡單的“主循環(huán)+采樣中斷”的模式。它充分利用了DSP計算能力強大的優(yōu)點，對采樣點進行逐點計算，包括濾波、實部

45、計算、頻率計算等。DSP軟件采用“中斷+主程序”結(jié)構(gòu)，如圖7所示。</p><p>　　圖7.DSP軟件結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　(2)MCU軟件</b></p><p>　　MCU軟件功能比較復(fù)雜，采用“主循環(huán)+多級中斷"的模式，如圖8所示。</p><p>　　圖8MCU軟件結(jié)構(gòu)圖</p&g

46、t;<p>　　MCU軟件主程序包括硬件初始化、軟件初始化、全面自檢、主循環(huán)等。裝置復(fù)位或上電后對MCU及外圍芯片初始化、RAM清零等；硬件復(fù)位結(jié)束后，初始化各變量、參數(shù)和軟件模塊等。軟硬件初始化結(jié)束，進行全面自檢。自檢項目分為兩部分：硬件和軟件。上電時進行硬件和軟件自檢，復(fù)位操作時只進行軟件自檢。自檢結(jié)束，對裝置進行整組復(fù)歸，然后進入主循環(huán)。主循環(huán)的主要功能是：根據(jù)采樣中斷采集的遙信瞬時數(shù)據(jù)處理遙信去抖和SOE、記錄事項

47、信息(復(fù)位、信號復(fù)歸等)、執(zhí)行監(jiān)控程序的指令(例如AD測試、傳動)、循環(huán)自檢、報告處理、錄波數(shù)據(jù)處理等對實時性要求不高的功能。MCU軟件中斷分為采樣中斷、控制中斷和通信中斷。采樣中斷的級別最高，它的功能包括讀取DSP的計算和采樣數(shù)據(jù)、</p><p>　　遙信采集和RAM自檢等功能。采樣中斷由雙口RAM觸發(fā)，采樣頻率與DSP的相同。由于處理SOE和遙信去抖的工作量很大，因此在采樣中斷中只采集并存儲遙信的瞬時狀態(tài)，

48、存儲格式為“絕對時標+遙信瞬時狀態(tài)”?？刂浦袛嗟募墑e低于采樣中斷高于通信中斷，它的功能包括：數(shù)據(jù)運算、控制邏輯處理、出口、報告及錄波預(yù)處理、開出擊穿自檢等?？刂浦袛嗖捎枚〞r中斷，程序的運行時間一般控制在定時中斷時間的60．70％以內(nèi)，在運算量特別大且所有功能全部啟動的情況下，不超過80％?？刂浦袛嘀饕梢韵聨讉€模塊組成：數(shù)據(jù)運算(包括頻率評估、滑差計算、負序和零序電壓計算、自適應(yīng)相量等)、控制邏輯處理(包括</p><

49、;p>　　各輪低頻減載、閉鎖、電量告警功能)、出口程序(跳閘矩陣處理、信號、告警等)、報告和錄波的預(yù)處理、開出擊穿自檢等。引入控制中斷的概念會帶來很明顯的優(yōu)勢。由于控制功能以中斷的形式出現(xiàn)，可以作為一個任務(wù)移植到操作系統(tǒng)中去；所有的控制功能按照一個節(jié)拍進行處理，便于分析問題，程序結(jié)構(gòu)相對簡單清晰。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　

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