基于数字信号处理技术设计用于电力自动化控制的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力技术、自动化控制技术等领域，具体的说，是一种基于数字信号处理技术设计用于电力自动化控制的系统。
【背景技术】
[0002]电力系统，由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。
[0003]电力系统的主体结构有电源、电力网络和负荷中心。电源指各类发电厂、站，它将一次能源转换成电能；电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路等构成。电力系统的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所，再降压至一定等级后，经配电线路与用户相联。电力系统中网络结点千百个交织密布，有功潮流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围传播。它既能输送大量电能，创造巨大财富，也能在瞬间造成重大的灾难性事故。为保证系统安全、稳定、经济地运行，必须在不同层次上依不同要求配置各类自动控制装置与通信系统，组成信息与控制子系统。它成为实现电力系统信息传递的神经网络，使电力系统具有可观测性与可控性，从而保证电能生产与消费过程的正常进行以及事故状态下的紧急处理。
[0004]电力系统的运行指组成系统的所有环节都处于执行其功能的状态。系统运行中，由于电力负荷的随机变化以及外界的各种干扰(如雷击等)会影响电力系统的稳定，导致系统电压与频率的波动，从而影响系统电能的质量，严重时会造成电压崩溃或频率崩溃。电力系统运行分为正常运行状态与异常运行状态。其中，正常状态又分为安全状态和警戒状态；异常状态又分为紧急状态和恢复状态。电力系统运行包括了所有这些状态及其相互间的转移。各种运行状态之间的转移需通过不同控制手段来实现。
[0005]电力系统在保证电能质量、实现安全可靠供电的前提下，还应实现经济运行，即努力调整负荷曲线，提高设备利用率，合理利用各种动力资源，降低燃料消耗、厂用电和电力网络的损耗，以取得最佳经济效益。
[0006]电力电子器件(Power Electronic Device)又称为功率半导体器件，主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件(通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上)。
[0007]功率器件几乎用于所有的电子制造业，包括计算机领域的笔记本、PC、服务器、显示器以及各种外设；网络通信领域的手机、电话以及其它各种终端和局端设备；消费电子领域的传统黑白家电和各种数码产品；工业控制类中的工业PC、各类仪器仪表和各类控制设备等；除了保证这些设备的正常运行以外，功率器件还能起到有效的节能作用。
[0008]20世纪50年代，电力电子器件主要是汞弧闸流管和大功率电子管。60年代发展起来的晶闸管，因其工作可靠、寿命长、体积小、开关速度快，而在电力电子电路中得到广泛应用。70年代初期，已逐步取代了汞弧闸流管。80年代，普通晶闸管的开关电流已达数千安，能承受的正、反向工作电压达数千伏。在此基础上，为适应电力电子技术发展的需要，又开发出门极可关断晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管等一系列派生器件，以及单极型MOS功率场效应晶体管、双极型功率晶体管、静电感应晶闸管、功能组合模块和功率集成电路等新型电力电子器件。
[0009]各种电力电子器件均具有导通和阻断两种工作特性。功率二极管是二端(阴极和阳极)器件，其器件电流由伏安特性决定，除了改变加在二端间的电压外，无法控制其阳极电流，故称不可控器件。普通晶闸管是三端器件，其门极信号能控制元件的导通，但不能控制其关断，称半控型器件。可关断晶闸管、功率晶体管等器件，其门极信号既能控制器件的导通，又能控制其关断，称全控型器件。后两类器件控制灵活，电路简单，开关速度快，广泛应用于整流、逆变、斩波电路中，是电动机调速、发电机励磁、感应加热、电镀、电解电源、直接输电等电力电子装置中的核心部件。这些器件构成装置不仅体积小、工作可靠，而且节能效果十分明显(一般可节电10%?40%)。
[0010]单个电力电子器件能承受的正、反向电压是一定的，能通过的电流大小也是一定的。因此，由单个电力电子器件组成的电力电子装置容量受到限制。所以，在实用中多用几个电力电子器件串联或并联形成组件，其耐压和通流的能力可以成倍地提高，从而可极大地增加电力电子装置的容量。器件串联时，希望各元件能承受同样的正、反向电压；并联时则希望各元件能分担同样的电流。但由于器件的个异性，串、并联时，各器件并不能完全均匀地分担电压和电流。所以，在电力电子器件串联时，要采取均压措施；在并联时，要采取均流措施。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型的目的在于设计出基于数字信号处理技术设计用于电力自动化控制的系统，采用数字信号处理器作为主处理芯片，而应用数字信号处理技术进行电力电子器件控制，其快速强大的运算和处理能力以及并行运行的能力，满足了电力电子器件控制系统对实时性和处理算法复杂性的要求，整个系统具有设计科学合理、安全稳定、实用性强等特点。
[0012]本实用新型通过下述技术方案实现:基于数字信号处理技术设计用于电力自动化控制的系统，包括数字信号处理器、AD转换器、信号调理电路、电源电路、鼠键套、显示电路、译码电路、存储电路、E2PR0M、PWM隔离电路，所述AD转换器连接数字信号处理器，所述信号调理电路连接AD转换器，所述数字信号处理器连接译码电路，所述译码电路连接AD转换器，所述数字信号处理器连接PWM隔离电路，所述PffM隔离电路连接电力电子器件，所述电源电路连接数字信号处理器，所述鼠键套及显示电路皆连接数字信号处理器。
[0013]进一步的，为更好的实现本实用新型，能够对数字信号处理器提供不同的时钟信号，使得数字信号处理器根据不同需要进行稳定高效的工作，特别设置有下述结构:还包括时钟电路，所述时钟电路连接数字信号处理器。
[0014]进一步的，为更好的实现本实用新型，能够为数字信号处理器提供诸如看门狗信号、上电复位、欠电压检测复位、手动复位信号，使得数字信号处理器不至于由于程序跑偏或出现程序死循环现象，特别设置有下述结构:还包括复位电路，所述复位电路连接数字信号处理器。
[0015]进一步的，为更好的实现本实用新型，便于降低不可再生资源的损耗，并且能够满足恶劣天气下依然正常工作，特别设置有下述结构:所述电源电路内设置有太阳能电池板、稳压电路、电源控制器和直流供电电路，所述太阳能电池板连接稳压电路，所述稳压电路连接电源控制器，所述电源控制器连接直流供电电路，所述直流供电电路连接数字信号处理器。
[0016]进一步的，为更好的实现本实用新型，能够满足在光照度不够使太阳能进行发电或夜间时候依然满足对整个系统进行供电，特别设置有下述结构:所述电源电路内还设置有蓄电池组，所述蓄电池组连接电源控制器。
[0017]进一步的，为更好的实现本实用新型，便于进行程序调试，特别设置有下述结构:还包括JTAG仿真接口，所述JTAG仿真接口连接数字信号处理器。
[0018]进一步的，为更好的实现本实用新型，可快速有效、精细化的对采样电压或电流转换为数字信号，以备数字信号处理器对各种调理信号进行收集，特别采用下述设置方式:所述AD转换器采用AD976A。
[0019]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
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