以DSP为基础的高压配电系统协调控制研究_孙佳男.pdf

以 DSP 为基础的高压配电系统协调控制研究孙佳男（国网丹东市供电公司，辽宁丹东118000）摘要：为更好地保障高压配电系统的安全稳定运行，研究了以 DSP 为基础的高压配电系统协调控制系统，介绍了基于 DSP 的高压配电系统的重要性及配电系统主要组成，提出了基于 DSP 的高压配电系统的基本框架组成，设计了该系统的软件与硬件程序，并提出了二者的程序流程。通过 DSP 采集电气设备的运行数据，把这些运行采集来的运行数据当作协调控制系统的依据，进而通过系统的有效控制更好地保证高压配电系统安全连续稳定运行。关键词：DSP高压配电系统协调控制策略中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：2095-0748（2023）01-0235-02引言确保电力系统运行的安全性是十分重要的。在高压配电系统中，电能会在变电、输电与发电之后直接进到电力转换环节。配电系统的定义就是其电压会自降压配电变电站中输出出来，然后配电线路会把所输出的电压送到用户端。在配电系统中，故障发生频繁，主要故障有变电站中配电设备发生故障与输电线路发生故障。当有故障出现在固有高压配电系统时，会马上保护开关与断路器，然后把故障线路切断，有关人员按照所切断的故障线路，来逐一排查，这样不但会消耗不小的无力与人力，还对电能供给的正常性有很大的影响。DSP 芯片技术与传感器技术通过对 DSP数字信号所具有的处理能力的使用，就能实时采集站中电力设备的运行情况，当有故障出现之后，就能马上对故障点进行定位，能够当作检修的依据，把管理效率提高，使所耗费的物力与人力降低1-2。1基于 DSP 的高压配电系统的重要性及配电系统主要组成电力系统包括的环节较多，主要有发电环节、输电环节、变电环节、配电环节以及用电环节等，在这些环节中距离用户最近的环节就是配电环节，配电环节对安全稳定运行十分重要，会对广大用户的安全稳定运行产生直接影响3。就高压配电系统而言，其所包含的电气设备主要有高压熔断器、断路器、隔离开关以及避雷器等。就传统的高压配电系统保护情况来看，当系统出现故障时，虽然也有布设的断路器或隔离开关及时断开来进行安全保护，但无法在发生故障前提前发现问题，对此，研究基于 DSP 的高压配电系统协调控制系统也显得越来越重要。依据电压等级，把配电系统分成了低压配电系统、中压配电系统及高压配电系统。并且对应的电压等级是 220 V 和 380 V、10 kV 和 6 kV、110 kV、63 kV和 35 kV。图 1 为配电系统结构图。从图 1 中能够发现，总降变电会把高压配电系统的电压直接转为 610 kV，继而车间变电所就把其电压直接转为 380 V或 220 V。在本文中，高压配电系统就是所设计出的配电系统，最关键电气设备中包括避雷器、隔离开关、断路器及高压熔断器等。上述几种电气设备运行的稳定性与安全性是十分重要的，经过对上述电气设备全部电气参数进行检测，就能当做协调系统，使智能化控制高压配电系统得以实现4-5。2DSP 协调控制系统的介绍与框架2.1DSP 的介绍数字信号处理又称为 DSP，DSP 是芯片被 TI 公司所研发，性价比比较高。型号为 TMS320F28335 的DSP 用于本文中，该型号 DSP 的浮点运算有 32 位，有 150 MHz的运算速度，在里面有比较高的集成度，存储单元分别是 ROM存储单元与 SRAM存储单元，且分别是 256 K16 位与 34 K16 位；对 FLASH 进行外部扩展的功能也是存在的，具有 512 K16 位的扩展；DAC、ADC、百兆以太网等单元也是存在的，能够很好地控制其协调控制系统，使系统控制与数据采集得以实现。2.2协调控制系统基本框架该系统会检测其电气设备正常运行的参数，且电气设备主要是避雷器、高压断路器。电机电流的储能、收稿日期：2022-04-25作者简介：孙佳男（1989），男，辽宁开原人，研究生，毕业于华北电力大学电气工程及其自动化专业，工程师，研究方向为配电技术。总第 223 期2023 年第 1 期现代工业经济和信息化Modern Industrial Economyand InformationizationTotal 223No.1，2023DOI:10.16525/ki.14-1362/n.2023.01.091图 1配电系统结构图电源电源610 kV降压变电所车间变电所CM380/220 V经验交流现代工业经济和信息化第 13 卷图 2系统架构图后台显示单元数据库RS-485 总线GPS卫星监测终端传感器断路器 1监测终端传感器断路器 n监测终端传感器避雷器 n监测终端传感器避雷器 1形成触头的时间与分合闸线电流构成了断路检测的参数。介质损耗的因数、全电流、阻性电流构成了避雷器检测参数。图 2 为协调控制系统的框架。从图 2 中能够发现，避雷器与断路器所具有的电气特征被其所采集，继而在传至监测终端，监测终端在对数据进行处理；计算 DSP 就能把现场避雷器与断路器所运行的数据给得出来，还要分析数据，对现在电气设备所运行的情况进行判断，可以保证供给给其协调控制系统的所有数据是有效的；于此同时，现场的 RS-485 总线会把所采集到的全部数据直接传输至后台的服务器中来显示6-7。3协调控制系统的实现和设计3.1硬件结构的设计在本文中，最主要的处理器就是 DSP，传感器会把其避雷器与断路器中的所有运行参数进行采集，二者运行的状态会被 DSP 进行计算。图 3 为硬件结构图。从图 3 中能够发现，GPS 对时电路、RS-485 通信电路、程序加载电路、DSP 电路、复位电路、电源电路、晶振电路、晶振电路、信号处理电路、现场传感器构成了硬件方案。能够获取模拟量的是现场传感器，数字化转换电路与信号处理电路来数字化转换与处理模拟信号，经过 DSP 的计算，最终得出了可以体现出设备正常运行情况的所有数据，现场的 RS-485 总线会把其直接输送至后台的服务器中，可以保证供给给其协调控制系统的所有数据是有效的，有预警作用，发现问题，对设备检修进行指导。3.2流程软件程序的设计当所设计的硬件结构完成之后，就要设计软件程序的流程。当上电运行该系统之后，第一步要做的操作就是初始化系统，使参数配置得以完成；第一步就是等着采集书记，当采集数据初期，还要对采样时间进行等待，且是同步的，继而对数据进行采集；在计算所采集的数据之后，把采样标志复位，使此次的数据采集得以完成，数据采集会被现场的 RS-485 总线直接传输至后台的服务器内。图 4 就是软件程序流程图。4结语以 DSP 高压配电系统协调控制系统为基础，介绍了高压配电系统的分类与组成、其框架与功能，提出了系统基本框架组成，设计了系统的软件与硬件程序。其电气设备正常运行的参数被协调控制系统采集出来，电气设备包括避雷器与断路器等，当作其数据依据。在设计协调控制系统时，可以把数据提供给配电系统，使高压配电系统运行得更加稳定与安全。参考文献1由仁宽，郑文革，王晓利.高压配电柜故障监视和自动控制系统设计J.现代制造技术与装备，2021，57（9）：69-71.2邢军.一种基于微型压缩机的高压配电柜智能除湿装置设计与应用J.电工技术，2020（20）：20-22.3张元.输电及高压配电架空线路检修及施工研究J.中小企业管理与科技（下旬刊），2020（3）：63-65.4万泉.电力系统中高压配电柜的调整试验操作及注意事项J.河南建材，2020（2）：42-44.5伍欢，李敏.输电及高压配电架空线路检修及施工管理的探讨J.通信电源技术，2020，37（2）：30-32.6袁晓东.数据中心高压配电机房巡检机器人应用及能源互联网解决方案J.电信技术，2019（12）：90-93.7杨宏伟.高压配电线路验电及装设接地线作业机器人末端夹爪定位技术J.云南电力技术，2018，46（5）：33-36.（编辑：赵婧）（下转第 241 页）图 3硬件结构图数字化处理电路信号放大电路现场传感器晶振电路复位电路程序加载电路RS-485通信电路GPS对时电路电源电路DSP图 4软件程序流程图同步时间到？数据采集参数配置系统上电初始化操作开始数据采集数据采集完成？复位采样标志数据发送NYYN2362023 年第 1 期Research on Coordinated Control of High-voltage Distribution System Based on DSPSun Jianan（State Grid Dandong Power Supply Company,Dandong,Liaoning 118000）Abstract:In order to better ensure the safe and stable operation of high-voltage distribution system,the coordinated control system ofhigh-voltage distribution system based on DSP is studied,the importance of studying the high-voltage distribution system based on DSPand the main components of the distribution system are introduced,the basic framework composition of the high-voltage distribution systembased on DSP is proposed,the software and hardware programs of the system are designed,and the program flow of both is proposed,through DSP collects the operation data of electrical equipment,and uses these operation data collected as the basis for coordinating thecontrol system,and then achieves the purpose of better ensuring the safe,continuous and stable operation of the high-voltage distributionsystem through the effective control of the system.Key words:DSP;high-voltage power distribution system;coordinated control;strategySafe Operation and Maintenance of Transmission and Distribution LinesZhang Miao（Xuzhou Sanxin Power Supply Service Co.,Ltd.,Xuzhou Jiangsu 221000）Abstract:Transmission and distribution lines are important power equipment of the power grid system and undertake the important task ofpower transmission.The safe operation and maintenance of transmission and distribution lines is a necessary condition to ensure the normalsupply of electricity.By analyzing the factors affecting the safe operation of transmission and distribution lines,we explore the problemsexisting in the safe operation and maintenance of transmission and distribution lines at present,and put forward corresponding optimizationmeasures for the problems,which help promote the safety and stability of transmission and distribution lines,thus promoting thedevelopment of the power grid system.Key words:electric power equipment;transmission and distribution lines;safe operation and maintenance元素地下水样品生活饮用水样品地表水样品测定值/（g L-1）回收率/%测定值/（g L-1）回收率/%测定值/（g L-1）回收率/%Cu0.581110.88962.41102Pb0.09L1150.09L930.1286Zn2.35941.781202.47105Be0.04L990.04L950.04L82Ba94.19889.810463.5100Mo2.55953.9973.5695Co0.221050.2950.11105Sb1.4881.90983.14104V3.1923.631101.78103Tl0.02L1090.02L980.02L96B28.411291.51071198Ti1.28901.151091.06106Ni3.29922.84861.7692注：未检出样品用检出限加 L的形式表示。表 3样品测定及加标回收率测定结果超过地表水环境质量标准（GB 38382022）标准值，所有 Cu、Pb、Zn、Be、Ba、Mo、Co、Sb、V、Tl、Ti、B、Ni元素均处于清洁状态，标准偏差值小于 0.005，回收率在 80%以上。因此可以证明，该地区水体未受到重金属污染。参考文献1陈利粉，张亮，贾敬文，等.ICP-MS 同时测定安阳市水体中 13 种重金属的研究J.绿色科技，2021,23（20）：98-101.2蒋杰.ICP-MS 法同时测定地表水中 6 种金属元素J.化工管理,2021（29）：98-99.3岳媛，杨晓阳，肖佳佳，等.ICP-MS法测定川明参中 6 种重金属元素J.中草药，2016，47（9）：1 595-1 600.（编辑：刘楠）A Practical Study on Simultaneous Determination of Thirteen Heavy Metals in a MunicipalWater Body by ICP-MSPeng Chunxiao（Yangjiang Ecological and Environmental Monitoring Station,Yangjiang Guangdong 529500）Abstract:In this experiment,inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS)was used to determine the contents of thirteen heavymetals in a city water body,and the test results were calibrated by the internal standard method.The principles of selecting the materialsfor this experiment were introduced,and the problems that need attention in handling during the experiment were studied.The test resultsdid not exceed the limits of thirteen heavy metal elements in the water bodies,and the citys water bodies were not polluted by heavymetals.Key words:ICP-MS;heavymetals;water pollution（上接第 236 页）（上接第 238 页）彭春晓：ICP-MS同时测定某市水体中 13 种重金属的实践研究241