[发明专利]发电机数字式快速精准自整步并车控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电机并车控制技术领域，具体指一种基于CPLD数 字式快速精准自整步并车控制方法。

背景技术

在现有技术中，发电机自整步并车控制器一般由微处理器和模拟 信号处理电路构建组成。在控制方法上，合闸并车信号的获取有两种： 一种是采用相位差脉冲信号F/V转换后再与设定信号比较获得合闸 并车指令；另一种是采用微处理器的高速输入和相关软件计算后捕捉 合闸并车信号。目前，国内市场上发电机自整步并车控制器一般均采 用进口产品，原因是国内自行设计研制的此类产品很少，且在实际使 用中存在不少技术性问题，具体如下：

(1)控制器实时性差、响应速度慢，信号易受干扰，实际使用 中表现为合闸并车时间长且成功率低。

(2)控制信号存在漂移、性能不稳定，捕捉合闸并车信号的精 准度降低，使合闸相位偏差大，对电网产生较大冲击，影响电力品质。

发明内容

本发明的目的为克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种快速实 用低成本的控制方法，实现发电机快速精准自整步并车合闸控制。

本发明的目的是这样实现的：一种发电机数字式快速精准自整步 并车控制方法，它基于大规模智能可编程CPLD器件，采用了带通滤 波、方波整形、全周期触发计数、混波触发计数、PWM调制、正相关 脉冲判据及连锁等技术和方法，达到了发电机快速精准自整步并车控 制的要求。

上述控制方法包括下述步骤：

(1)输入控制方式、电压差及其他连锁保护信号(开关量)；

(2)输入经带通滤波整形成方波后的发电机和电网电压信号， CPLD以全周期脉冲上升弦触发计数方法测量发电机及电网频率并求 得实时频差ΔF；

(3)以实时频差ΔF为矢量参数，采用PWM脉冲调制技术控制 发电机转速，使实时频差控制在0.1Hz≤ΔF≤0.4Hz范围内；

(4)采用“混波计数法”，即发电机和电网电压方波信号上升弦 分别作为开始和停止触发计数器计数，求得实时相位差值ΔD1；

(5)以实时频差ΔF和超前时间ΔT为变量，根据正相关函数Δ D2＝KΔFΔT(K为计数频率相关的常数)，求得正相关ΔF、ΔT的超 前合闸相位差值ΔD2；

(6)通过实时相位差值ΔD1与正相关ΔF、ΔT的超前合闸相位 差值ΔD2比较，当ΔD1≤ΔD2时，且电压差、控制方式及其他连锁 条件满足，则发出并车合闸信号。

附图说明

图1为本发明控制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的描述

本发明的一个实施例，一台主开关合闸时间为100ms的发动机组 与基频为50Hz的电网并车，开机后，其控制过程包括下列步骤(如 附图1所示)：

(1)输入控制方式、电压差及其他连锁保护信号(开关量)；

(2)输入经带通滤波整形成方波后的发电机和电网电压信号， CPLD以一周期脉冲上升弦触发计数，下一周期脉冲上升弦触发锁存 并清零重新开始计数，测量发电机及电网频率，计数器为16位，计 数频率为1MHz，求得实时频差ΔF；

(3)以实时频差ΔF为矢量参数，采用PWM脉冲调制技术，输 出脉冲占空比可变的系列控制脉冲调节发电机转速，使实时频差控制 在0.1Hz≤ΔF≤0.4Hz范围内；

(4)采用交叉“混波计数法”，即发电机和电网电压方波信号上 升弦分别作为开始和停止触发计数器计数，计数器为16位，计数频 率为1KHz，求得实时相位差值ΔD1；

(5)以实时频差ΔF和超前时间ΔT＝100ms为变量，根据正相 关函数ΔD2＝KΔFΔT(K为计数频率相关的常数)，求得正相关ΔF、 ΔT的超前合闸相位差值ΔD2；

(6)通过实时相位差值ΔD1与正相关ΔF、ΔT的超前合闸相位 差值ΔD2比较，当ΔD1≤ΔD2时，且电压差、控制方式及其他连锁 条件满足，则发出并车合闸信号。

综上所述，本发明的一种发电机数字式快速精准自整步并车控制 方法，具有实用、低成本，性能稳定、抗干扰强，有效地克服了现有 一般自整步并车控制方法实时性差、相位捕捉慢，合闸准确性及成功 率低等问题。