[实用新型]基于DSP芯片的静止同步补偿器鲁棒非线性控制装置

说明书

(一)技术领域：

本实用新型属于自动控制技术领域，特别是一种基于DSP芯片的静止同步补偿器鲁棒非线性控制装置。

(二)背景技术：

电力工业作为国民经济的支柱产业，是静止同步补偿器的广泛应用领域。静止同步补偿器在电力系统当中可以快速平滑地吸收感性和容性无功功率、调节系统电压、校正功率因数、平衡负荷、滤除谐波等，它将成为改善电能质量的主流设备。在静止同步补偿器中，控制器是其核心部件之一，它通过产生并控制驱动开关器件的脉冲来控制装置的各种行为，完成所需完成的任务，它的性能直接影响装置的补偿效果。目前，国内外已有的装置仍然采用常规的PID调节方式或引入线路功率的PSS辅助控制方式，都是基于局部线性化模型，且只能保证系统在运行点附近小范围内的稳定性。由于STATCOM模型的非线性特征，如果发生大的扰动或运行点偏离正常值太远，这些控制器的性能就会大大降低，很难更好的满足我国大区域电力系统联网后进一步提高电力系统稳定性及最大限度减少大面积停电事故的发生，难以切实保障人民生活经济发展用电可靠性连续性的需求。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种基于DSP芯片的静止同步补偿器鲁棒非线性控制装置，它结合高性能的信号处理器和先进的非线性控制理论，构造出一种新型静止同步补偿器非线性控制装置，以获得快速、高精度、强鲁棒性的控制效果，减少外部扰动对电力系统正常运行的影响，提高电力系统的可靠性和稳定性，最大程度减少故障损失。

本实用新型的技术方案：一种基于DSP芯片的静止同步补偿器鲁棒非线性控制装置，其特征在于它是由与外部电力系统相连接的交流采样电路、中央处理电路、双口RAM、脉冲发生器所组成，所说的交流采样电路的输入端连接外部电力系统的电压互感器和电流互感器，其输出端连接中央处理器的输入端，中央处理器的输出端通过双口RAM连接脉冲发生器，脉冲发生器的输出端连接在静止同步补偿器的输入端。

上述所说的交流采样电路包括：交流采样前端电路；多路选择开关；A/D转换电路。其中交流采样电路与电力系统相连，它的输出端接多路选择开关的输入端，多路选择开关的输出端接A/D转换电路的输入端。

上述所说的中央处理器包括：

(1)实时全数字控制的高性能DSP芯片，包含大容量快速闪存、多个32位定时器、2个事件管理器和SPI、SCI、CAN多种接口；

(2)电源管理模块，由双电源供电器件U3及周边电阻R15、R16、C1、C2电容构成；

(3)晶振电路，由给DSP芯片提供时钟信号的电容C3、C4和晶振体U2构成。

其中电源管理模块与晶振电路的输出与DSP芯片相连，输入与交流采样电路的输出相连。

上述所说的双口RAM通信包括：左右对称的地址线和数据线，分别与中央控制器和脉冲发生器连接。

上述所说的脉冲发生器包括：

(1)实时全数字控制的高性能DSP芯片，包含大容量快速闪存、多个32位定时器、2个事件管理器和SPI、SCI、CAN多种接口；

(2)电源管理模块，由双电源供电器件U3及周边电阻R15、R16、C1、C2电容构成；

(3)晶振电路，由给DSP芯片提供时钟信号的电容C3、C4和晶振体U2构成；

其中电源管理模块与晶振电路的输出与DSP芯片相连，输入与双口RAM的输出相连。

本实用新型的工作方法为：

(1)交流采样电路把系统电压互感器二次测电压及电流二次测电流变换为较低幅值交流电压和电流；

(2)经多路选择开关及模/数转换器件变为数字量信号送入到以DSP为核心的中央处理器中；

(3)中央处理器根据输入量按照选定的控制规律计算出晶体管的触发角和关断角；

(4)经脉冲发生器触发可关断器件，进而控制静止同步补偿器。

上述步骤(3)中所说的选定的控制规律即是把前面交流采样电路测得的电压和电流与参考值相比较得到的值作为控制参考信号，采用任一触发角的正弦的取值范围，即采用[-1，1]之间的任一数代替控制信号，得到线性模型，从而计算得到晶体管的触发角和关断角。

本实用新型的优越性和技术效果在于：利用高性能数字信号处理芯片实现鲁棒非线性控制的静止同步补偿器控制规律，可在很大程度上提高无功控制的速度和精度，减少由于普通单片机处理速度限制而引起的控制滞后，使真个无功控制系统具有很好的调节性能和可靠性，增强电网的稳定性，保证电力系统安全运行，是一种具有很大市场前景的新一代静止同步补偿器自动控制装置。

(四)附图说明：