配电网调度自动化馈线终端单元的研究与设计

发布时间：2017-08-12 13:24

  本文关键词：配电网调度自动化馈线终端单元的研究与设计

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【摘要】：配电网自动化可以有效的保证配电网的有效运行,同时保证了供电用户的用电质量。配电网的自动化又是通过实现对馈线的自动化对配电网进行控制的。当前电力系统中比较常用的馈线自动化系统主要有两种:基于配电自动化开关设备的控制系统跟基于通信系统和计算机的控制系统。第一种控制模式通过馈线上多个自动化开关设备的多次重合闸的配合来实现对馈线上故障的隔离以及对非故障区段的正常供电。该方法对电气设备的损害较大。第二种控制模式要先将馈线上的故障信息输送到配电网调度自动化控制中心,由控制主站对信息进行整合处理,通过远程遥控自动化开关设备进行实地操作,实现故障隔离以及对非故障区段的正常供电。该方法过于依赖系统通信网络和控制主站。针对以上的不足,研究设计了一种配电网的就地保护控制系统。首先,本文对配电网自动化的实现方式做了深入分析,深入研究了馈线自动化系统的基本组成及其工作原理。引入就地保护的控制模式,研究了基于就地控制模式的配电网自动化系统的功能要求,选用合适的FTU快速算法。对配电网的馈线拓扑结构做了分析对比,选取环网型结构配电网为使用模型,在此模型的基础上研究了配电网中馈线上的常见故障,并对故障处理过程做了深入分析。其次,基于DSP的TMS320F2812芯片对馈线终端单元的硬件结构做了基本设计,同时设计了该单元的软件部分。硬件主要设计了交流信号处理电路、驱动控制电路、液晶显示接口电路以及通信接口电路等。对应硬件的功能要求,对系统的软件进行了模块化设计,这种编程方式编写简单,易于调试,使用方便。各软件模块调试完成后,重新整合进行联调,实现软件的整体功能。最后,对本文设计的馈线终端单元进行了模拟实验,搭建了模拟配电网,运用本文基于就地控制模式的馈线终端单元进行模拟故障处理,实现了就地保护,验证了该设计方案的可行性。
【关键词】：配电网自动化 就地控制 FFT算法 馈线终端单元 故障处理
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM734
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外研究历史和现状10
• 1.2.2 国内研究历史和现状10-11
• 1.3 课题研究的目的及意义11-12
• 1.4 论文的研究内容及结构安排12-14
• 2 配电网自动化控制模式的基本原理及方案设计14-34
• 2.1 馈线自动化概述及其分类14-15
• 2.1.1 基于重合闸的馈线自动化14
• 2.1.2 基于FTU的馈线自动化14-15
• 2.2 基于FTU的馈线自动化系统的组成15-17
• 2.2.1 主站和各级子站15
• 2.2.2 馈线终端设备15-16
• 2.2.3 通信系统16-17
• 2.3 配电网拓扑结构分析17-19
• 2.4 基于就地保护的馈线自动化系统19-22
• 2.4.1 基于就地保护的馈线自动化系统工作原理19-20
• 2.4.2 馈线自动化系统的基本功能20-22
• 2.4.3 隔离馈线故障的判据22
• 2.5 FTU对电量参数的测量原理22-27
• 2.5.1 电压电流有效值及功率计算原理23-25
• 2.5.2 谐波检测原理25-27
• 2.5.3 频率检测原理27
• 2.6 故障分析处理原理27-33
• 2.6.1 暂时性故障28-29
• 2.6.2 永久性故障29-31
• 2.6.3 多电源的环网型配电网的故障处理分析31-33
• 2.7 本章小结33-34
• 3 基于就地保护原理的馈线终端单元研究34-41
• 3.1 FTU硬件结构设计34-35
• 3.2 CPU选型35-36
• 3.3 交流信号处理电路36-37
• 3.3.1 电流处理电路36
• 3.3.2 电压处理电路36-37
• 3.4 驱动控制单元设计37-39
• 3.4.1 开关量输入电路37-38
• 3.4.2 开关量输出控制电路38-39
• 3.5 通信接口单元设计39-40
• 3.5.1 CAN总线接口电路设计39
• 3.5.2 串行通信接口电路设计39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 4 本方案馈线终端的软件设计41-51
• 4.1 本系统软件设计概述41-43
• 4.1.1 编程语言的选取41-42
• 4.1.2 软件系统整体结构设计42-43
• 4.2 功能模块的设计43-50
• 4.2.1 主程序设计43-44
• 4.2.2 数据采样模块程序设计44
• 4.2.3 通信程序设计44-46
• 4.2.4 故障电流判断模块和跳闸模块46-48
• 4.2.5 重合闸模块程序设计48-49
• 4.2.6 失压合闸模块程序设计49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 5 程序调试及测试实验51-59
• 5.1 程序调试51-56
• 5.2 测试结果分析56-58
• 5.3 本章小结58-59
• 6 结论59-60
• 参考文献60-62
• 致谢62

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本文编号：661823