[发明专利]一种电网网源协调性能测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种电网网源协调性能测试系统，其特征在于，所述系统包括由嵌入式工控机及其外设组成的上层平台、高速数字信号处理器及其外设组成的中间平台、功率放大器及其保护电路组成的底层平台；

所述上层平台采用高性能嵌入式工控机作为控制微机，外设包括主机和从机，所述主机和从机是两套相同的测试系统；在进行电网网源协调性能测试时，其中一台设备放置于励磁调节器旁，另一台相同的设备放置于发电机继电保护屏旁；两台设备其中一台可设置为主机，另一台则设置为从机；工控机直接运行Windows操作系统；通过PCI接口与中间层控制板进行通信，通过主机与从机进行无线通信；

所述中间平台以高速数字信号处理器DSP56F807为核心，具有多个I/O口和多种外围设备，同时具有60K×16位的程序FLASH存储器、2K×16位的程序RAM存储器、8K×16位的数据FLASH存储器、4K×16位的数据RAM存储器，采用高精度D/A转换器，所述高精度D/A转换器选用AD669作为数模转换器件；在AD669输出端口加隔离将高压信号隔离开，隔离放大器后加滤波器在将AD669输出的信号高频部分滤除，从而得到更加平滑的模拟信号；无损隔离放大器ISO124P最大非线性度为0.010％，信噪比为160dB，双极性输出，所述D/A转换器输出的模拟信号经过恒流差分前级输入电路、中间放大级电路，再通过输出级前级驱动电路，由后级输出放大后的电压；

所述底层平台以大功率高保真模块式功率器件作功率输出级；底层平台设计了电压功放电路和电流功放电路；

所述上层平台通过工控机外设主机的PCI接口连接所述中间平台的高速数字信号处理器；所述中间平台通过高速数字信号处理器的隔离放大低通滤波电路分别连接底层平台的模拟量输出电路、开出电路和开入电路；并通过模拟量输出电路连接功放电路；所述工控机外设主机通过无线通信连接从机。

2.根据权利要求1所述一种电网网源协调性能测试系统，其特征在于，所述电压功放电路包括恒流差分前级输入电路、中间放大电路、输出级前级驱动电路和后级输出放大电路，电压功放电路的相电压交流输出0～120V，直流输出0～±160V，输出最大容量为140VA，电源采用±180V双电源供电；其中电压功率放大器采用晶体管－场效应功率管制作而成。

3.根据权利要求1所述一种电网网源协调性能测试系统，其特征在于，所述电流功放电路包括输入电路、中间电压放大电路、电流功率输出电路和加法器负反馈电路；D/A转换器输出的模拟信号由输入电路经过中间电压放大电路、电流功率输出电路，输出放大后的电流；电流功率输出经过加法器负反馈电路给输入端形成闭环控制；所述电流功放电路的功率放大器电流输出指标为交流0～40A/每相，最大输出容量420VA；三相并联0～120A，容量900VA，直流0～±10A/每相，最大输出电压20V，供电电源电压±30V；整个电流源功率放大器采用晶体管－场效应功率管制作而成。

4.一种采用权利要求1-3所述测试系统的电网网源协调性能测试方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

（1）设置好试验类型和试验参数；在测试系统中设置标准的测试单元库，包括过励、低励、U/f限制、转子过负荷保护、失磁保护、过励磁保护、过励与转子过负荷保护配合、低励与失磁保护配合、U/f限制与过励磁保护配合测试项目，根据测试项目自动生成测试单元；

（2）在励磁调节器和发变组保护装置前各准备一台测试系统，两台测试系统一台设置为主机，另一台则为从机；两台测试系统之间通过无线网络进行通讯，对两台系统进行通信调试，设置好试验参数后准备就绪；

（3）对从机点击“试验开始确认”按钮，但从机此时还不会加量，要等到主机“试验开始确认”反馈后再进行试验；对主机点击“试验开始确认”按钮，此确认信息将通过无线通信反馈给从机，从机收到后给予肯定回复于主机，主机便和从机同时开始加量，开始时间相差不超过10μs，试验按照预定程序进行；

（4）如果励磁系统过励限制和发电机转子过负荷保护能够协调配合，当励磁系统过励限制时间到，将会发一个过励限制开出量给主机测试系统接收，从机测试系统与主机测试系统数据共享，几乎是同时两台测试系统自动把转子电流减小至额定状态，发电机转子过负荷保护也就不能再动作了，这就验证了两者之间的电网网源协调性能能够协调配合，测试系统自动保存试验结果。