用于继电保护测试装置的正弦基准生成系统

针对目前继电保护测试装置在应用中实现小型化的需求,设计出了基于FPGA的闭环控制正弦信号基准生成系统。采用FPGA作为片上系统,在芯片内集成了数字滤波器和PID控制器。设计出了高通数字滤波器的原型,并通过递推算法在片内实现其功能。分析了信号解调中的幅值相位分离理论,并给出了相位闭环控制框图,推导了控制器的离散表达式。实验结果表明,所设计的信号处理系统在输出信号幅值大于5V时,误差小于万分之一。当输出幅值信号较小时,相比开环系统,采用闭环控制的输出精度得到了明显的改善。在FPGA片内实现闭环正弦生成系统,为继电保护测试装置提高系统集成度,提供了一种全新的设计思路和实现方法。     

新型高精度数控交流恒流源的设计

基于直接数字频率合成技术设计了一种新型高精度数控交流恒流源系统。该系统由低频正弦信号发生器和恒流源电路组成,其中正弦信号发生器由STM32单片机搭建,恒流源电路在功率放大电路的基础上添加反馈网络,使新型恒流源具有更高的输出精度和更好的幅值稳定性。测试结果显示：该恒流源输出电流的幅值、频率、相位、输出时长可控,具有工作稳定好、精度高、噪声小的特点。     

多逆变器同步输出控制设计及实现

为实现多逆变器的同步输出,该文采用了闭环控制的方法,主要思想是采集出各个逆变器的输出的相位信息,通过控制器计算出相位差,利用相位差来调节逆变器的驱动信号,从而实现逆变器的输出同步。由于线圈耦合机构处于完全的谐振状态,因此逆变器的输出电压与电流为同步信号。该文的相位信息的采集主要通过电流互感器与电压比较器相结合,将正弦的线圈电流信号转换为方波信号提供给控制器,利于后续相位差的计算。驱动信号的调节主要通过控制器FPGA对驱动信号进行移相来改变输出的相位,从而实现逆变器同步输出的控制。     

保护测控单元的误差自动调整

提出了一种利用数字滤波器对交流信号数据采集系统幅值和相位误差进行自动调整的新方法。给出了实现幅值和相位误差自动调整的数字滤波器数学模型,并结合具体实例介绍了数字滤波器的设计步骤。仿真结果证实了算法的有效性。     

基于DDS的飞机供电系统测试信号源的设计

介绍基于直接数字频率合成(DDS)的飞机供电系统测试信号源工作原理,提出以FPGA+单片机实现三相正弦测试信号源.针对DDS电路输出波形杂散度受ROM内存容量有限的限制,采用两片ROM存储一个周期的正弦波数据,减小了高位截断杂散.实验检测结果显示,信号发生器能输出频率准确度≤±0.1％,幅值准确度≤±3％,相位准确度≤±1％的三相正弦波形.     

基于锁相技术的幅值相位可调电源的研制

本文提出了一种基于锁相技术的正弦电源的解决方案；该电源的输出信号与输入信号的相位差可调、输出幅值可调。本系统针对输出信号相位对输入信号相位跟踪的动态特性设计了基于CD4046的锁相电路和相位控制电路；该系统由于应用了正弦脉宽调制，因此易于调压，同时采用了电流闭环反应及电压闭反馈来稳定输出电压及提供系统保护，实验结果表明，该电源具有良好的输出波形，相位跟踪稳定、调节方便，可以用于无功连续补偿及高动态响应的稳压电源。     

基于DDS与数字电位器的正弦信号发生器设计

为了实现医用电磁导航系统波形发生装置的小型化、便捷化,介绍了一种采用DDS芯片AD9833与数字电位器AD5252芯片来产生幅值、频率、相位均可调的正弦信号发生装置。系统利用C8051F320单片机通过SPI通信控制AD9833来调节正弦波的频率、相位,通过IIC通信控制数字电位器AD5252配合运算放大器实现正弦波幅值的调节。同时,开发了一个基于VB语言的上位机界面,能实现直观、便捷的控制。实验结果表明,本信号发生装置工作可靠、易于控制、输出信号精度高。     

高分辨率继电保护测试信号发生器

文中介绍运用USB接口和直接数字频率合成(DDS)技术来设计继电保护测试信号发生器的方法,该发生器可以灵活控制各通道的频率、幅值和相位,具有高分辨率的输出.     

阶梯波合成整流器及其闭环控制策略

研究一种阶梯波合成整流器,该整流器具有开关频率低、输出电流谐波含量小、滤波器体积小以及输入功率因数和输出直流电压可调节等优点,非常适合大功率应用场合。由于开关频率较低,传统的高频脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的闭环设计方法不能用于瞬时值闭环控制器设计,为实现阶梯波合成整流器的瞬时值闭环控制,该文对其进行了详细地数学建模和分析。在系统的带宽范围内,把高阶滤波器等效为一阶电感滤波器,并采用相位补偿措施降低PWM调制环节延时给系统带来的影响。在简化模型的基础上,设计瞬时值反馈闭环控制器。通过参数优化设计,可以获得优良的系统动态响应性能。仿真和试验结果验证该控制器的性能。     

高性能并网逆变器数字控制技术研究

研制了一台高性能数字化并网逆变器实验样机.在理论分析的基础上,建立了逆变器线性控制模型,并从线性系统叠加定理和频域分析角度提出实现零稳态误差正弦电流控制的条件.为了避免频率波动对控制器性能的影响,采用带通滤波器式(BPFM)控制器对并网逆变器输出电流进行控制,克服了传统PI控制器对正弦信号跟踪出现幅值误差和相位误差较大的问题.并网逆变器数字化控制采用TMS320LF2407 DSP.实验结果表明,设计的并网逆变器数字控制具有控制精度高、输出电流谐波失真小等优点.     

基于FPGA和DSP的全数字PGC解调系统设计

本文设计了基于FPGA DSP的全数字相位载波(PGC)解调系统,用于消除双臂干涉型光纤传感器中固有的相位漂移,采用FPGA实现混频相乘和低通滤波环节,采用DSP实现其余的PGC解调环节。在FPGA软件设计过程中,通过使用知识产权(IP)核提高了程序的质量和稳定性。在DSP软件设计过程中,将其余PGC解调环节设计为中断服务程序,接受FPGA产生的中断以完成后续PGC解调过程。浮点数据格式的使用提高了数据的动态范围同时提高了解调精度。实验结果验证了全数字PGC解调系统的设计。     

智能变电站继电保护自动测试平台

针对智能变电站数字保护领域的测试问题,提出一套自动测试平台,该平台采用分层结构和模块化思想,实现高效率的闭环自动测试。采用开放式结构,提供针对保护装置测试子模板和测试方案的二次开发系统,以应对不同种类的保护装置,方便测试系统的扩展。测试完成后,能自动形成标准格式的测试报告。该自动测试平台能显著提高继电保护测试工作的效率,实现规范、标准和高效的自动测试。     

Impact Analyses of Wind Farm on Performances ofTransmission Line Relay Protection

A simulation system for power grid with concentrated large-scale wind farm integration is established based on the electro-magnetic transient model of wind turbine equipped with doubly-fed induction generator (DFIG),which is built by real-time digital simulator (RTDS).Using the hardware communication interface of RTDS,a closed-loop testing experiment is accomplished to study the impacts of large-scale wind farms on the existing relay protection devices for wind farm outgoing transmission line.This paper points out problems existing in current relay protection devices as follows:fault phase selector can select unwanted phase due to the changes of fault features caused by special network connection of wind farms;blocking condition for distance protections needs to be re-examined due to the weak power-feed characteristics of wind farms;and power frequency parameter based relay protection devices cannot accurately operate due to the special transient voltage and current characteristics of wind farms during fault period.Results lay the foundation for improving the performances of the existing relay protection device and developing new principle relay protection.     

基于DDS技术的雷达中频信号模拟器信号源

雷达中频信号模拟器要求中频回波信号具有非常高的精度。为此采用直接数字频率合成技术（DDS）,以DDS芯片AD9850为中频信号的合成与输出芯片,以单片机AT89C51为频率控制字的输出芯片,结合其他外围元件设计了一套中频信号源,并以AD9850的频率控制字为基础,针对AE0850的控制时序,进行了单片机内的软件设计。实践证明,该信号源输出的中频信号稳定性好、精度高,完全满足设计指标要求。     

基于DSP模板的继电保护测试系统设计与开发

基于嵌入式工控机的设计思想造成了传统的继电保护测试系统具有体积大、成本高等缺陷。根据"仿真运算与数据输出分开独立运行"的设计思想,提出了"PC机+DSP模板"的继电保护测试系统设计方案。通过CCS2.0和VC++6.0工具,开发了DSP模板的设备固件程序和USB2.0应用程序。以标准正弦波为例,开发了测试界面程序。测试结果验证了系统的良好工作性能。     

基于电力专用多核异构芯片架构的低压保护测控装置设计

本文提出了一种基于电力专用多核异构芯片的低压保护测控装置的软硬件设计方案。结合电力专用多核异构芯片基本结构,描述了一体化高集成度的低压保护测控装置总体设计;面向低压多合一和备自投等装置对硬件对外接口进行了设计;阐述了软件系统架构设计以及装置功能在多核之间的分配,重点对电力专用算法、基于前置数据处理和电气参量计算的实时数据流以及外围设备访问抽象等内容进行了说明,同时对优化的多核间通信机制进行了分析。基于该芯片设计的低压保护测控装置已于某110 kV变电站低压侧完成功能和性能验证。试验结果表明该方案具有可行性。     

继电保护装置自动测试系统设计

分析了继电保护装置自动测试的现状和优势,针对继电保护装置研发过程中性能测试的要求和特点,介绍了一种通用的继电保护装置自动测试系统。该系统采用分布式体系结构和模块化设计思想,利用Python语言构造实时测试脚本,可实现保护装置的闭环自动测试和回归测试。通过改变配置,可以实现对常规站保护装置和数字化站保护装置的自动测试。对自动测试系统各模块的设计进行了详细说明,重点介绍了测试用例的实现方法。实际应用表明,该系统可提高研发过程中的测试质量及效率。     

逻辑分析仪的设计与实现

设计了一款简易逻辑分析仪.采用数字信号采集以及数字示波器存储显示原理,以ARM芯片S3C44B0X与FPGA芯片EPC2Q208C6组成系统核心.该设计由数字信号发生器、数据采集、触发控制、数据存储、显示等模块构成.该设计具有多级采样时钟和32路采样通道,具有测试速率高、多输入通道、触发方式多等优点.采用VHDL编程,在QuartusⅡ下进行编译、综合、仿真,然后下载到FPGA器件上成功实现了逻辑分析的常规功能,验证了该设计的正确性.     

基于DSP的直接数字频率合成器的研究和实现

作为微机继电保护测试仪核心部件之一,数字信号发生器的品质直接影响测试系统的整体性能。本文介绍了基于的高性能DSP芯片TMS320F2812实现直接数字频率合成器的工作原理、设计思想和软硬件结构;并提出一种优化的DDS实现方法,通过试验证明可进一步提高数字信号发生器的实时性与稳定性。该系统在一种新型微机继电保护测试仪中得到应用;实际应用表明：该类型测试仪可完成各类型的继保测试实验。     

一种继电保护测试仪用逆变电源的设计及相位调节方法

该文主要讨论继电保护测试仪用逆变电源的设计及其相位的控制。结合单片机和正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)生成芯片,利用频率调节实现相位的闭环控制。该逆变电源可精确跟踪给定信号频率,并控制相位和幅度。与其他移相方式相比,利用频率调节相位的方法稳定性好,精度高,也比较容易实现。该文较为详细地说明频率调节的原理和数字实现方法。该电源频率的变化范围只需±0.05 Hz,即可实现0°~360°间的移相,精度可达0.4°,稳定可靠。