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1、 2015年5月25日第32卷第3期Telecom Power TechnologyMay 25,2015,Vol.32 No. 3 收稿日期:2014 - 11- 30 作者简介: 吴庆彤(1977 -) , 女, 河南南阳人, 大专, 助理工程师, 研究方向: 电力系统自动化。 文章编号:1009 - 3664(2015) 03 - 0122 - 02 通信技术 浅析基于DSP技术的电力系统自动化 吴庆彤, 高红涛 ( 河南省南阳市供电公司, 河南 南阳473000) 摘要:随着DSP技术的快速发展, 人们将DSP技术与电力系统自动化结合起来, 不仅提升了电力系统中数据测量运 算的速度,
2、还能深度发展其自身技术。文章介绍了电力系统自动化和DSP技术, 以及DSP技术在电力系统自动化中的应 用, 并对电力系统自动化的发展进行了简要的阐述。 关键词:DSP技术; 电力系统自动化; 继电保护 中图分类号:TM761文献标识码:A Analysis of Power System Automation Based on DSP WU Qing - tong,GAO Hong - tao (Nanyang Power Supply Company,Nanyang 473000,China) Abstract:With the rapid development of DSP techno
3、logy,people would combine DSP technology with power system automation,which not only improves data measuring and calculating speed in power system,but also promotes develop - ment of DSP technology in depth.This article introduces the power system automation and DSP technology,and applica - tion of
4、DSP technology in power system automation.This paper also briefly describes development of the power system au - tomation. Key words:DSP technology;power system automation;relay protection 电力系统是一个瞬变的系统, 要对各节点进行实 时监控, 保证其运行状态的安全性。在发现不正常的 状态时, 能够通知工作人员进行及时修复、 控制和处 理。要做到这一点, 需要对数据单元进行采集, 将得到 的运行参数变为数字量
5、, 从而分析并且解决问题。结 合数字信号的DSP技术, 发挥其运算和处理运行的能 力, 才能够满足对电力系统的高要求。 1 电力系统自动化 将能源转化为电能, 然后通过设备将电能传输到各 个所需要的地方, 这一过程需要以电力系统为基础, 而 在转变传输的过程中, 需要很多例如数据监测、 数据监 控等环节。电力系统自动化是对这一过程进行自动化 设置、 实行自动化的操作, 通过信息技术的准确监控和 数据的有效分类, 实现高效率、 高精度的电能转换传输。 电力系统自动化包括对地区调度情况实时监控、 变电站自动化以及负荷控制三个方面。地区调度实时 监控通过微型计算机进行, 变电站自动化就是通过微 型机
6、编写程序实现远距离控制; 负荷控制就是采用声 频或者工频的控制方式。 2 DSP技术 DSP技术的发展分为四个阶段, 一是20世纪70 年代的理论发展; 二是80年代的技术普及; 三是90年 代的快速发展; 四是21世纪的更新创造。在DSP技 术开始发展应用之前, 人们只能通过微处理器进行数 字信号的处理, 但是效率非常的低, 无法满足实际需 求。20世纪70年代, DSP技术理论及算法的提出具 有跨时代的意义。不过这时的DSP, 应用也仅实现在 科研小组中, 用途受到限制。随着集成电路技术飞速 的发展, 其规模也越变越大, 世界首枚DSP芯片1978 年在AMI公司中诞生。当时DSP芯片制作
7、工艺技术 以微米为单位, 尽管尺寸较大, 功率耗损也比较大, 但 是这一芯片的运算速度是微处理器的几十倍, 广泛应 用在语音合成和解码编码器中。 DSP芯片的出现标志着DSP系统的发展, 根据 CMOS工艺,DSP芯片的升级版也被研发出来, 大大 提升了储存量以及运算速度, 为语音处理和图像处理, 提供了保障。第三代DSP芯片在20世纪80年代后 期被研发出来, 运算速度得到进一步的提升, 应用领域 也扩大, 技术得到了普及。在90年代,DSP技术发展 最为迅速, 出现了第四代和第五代的产品, 具有更高的 系统集成功能。目前,DSP技术已经成为非常重要的 学科, 在信号和信息处理领域发挥着重要
8、的作用, 成为 无线系统的代表技术, 现代社会对通信数据技术的需求越来越多, 这迫 使通信技术向多样化、 个性化的方向发展。无线数据 通信这种较为安全、 灵活的交流手段, 是市场上迫切需 求的,3G、4G通讯 被不断的推 出, 其发展都 离不开 DSP技术。作为一种微处理器,DSP在通信领域起着 举足轻重的作用。现在, 人们对DSP的运算速度有很 221 2015年5月25日第32卷第3期 吴庆彤, 等: 浅析基于DSP技术 的电力系统自动化 Telecom Power Technology May 25,2015,Vol.32 No. 3 高的要求, 可以实现复杂的计算与解压缩、 编译码,
9、能 够在不同环境下高效地工作。 3 电力系统自动化中的DSP技术 在电力系统自动化中, 只要涉及到数字信号处理, 就要应用到DSP技术。电力系统的迅猛发展使电网 容量不断地扩大, 结构也越来越复杂, 电力系统中对工 作内容的实时监控和调度是非常重要的, 在传送过程 中都要将电力系统中的交流信号转换成为微机可以处 理的数字信号。实际上,DSP技术被深入应用在电极 控制方面, 能够快速地发挥其优势。在一些控制中, 有 复杂的算法及坐标变换, 这种大量数学运算需要处理 器具有高速及高处理能力。随着继电保护日趋成熟, 电力系统中DSP技术的优点明显的显露出来,DSP技 术代替了多CPU, 将原来无法解
10、决的问题一一突破。 (1)DSP技术的采集和测量 电力系统与计算机结合之后, 引入了EMS/DMS/ SCADA的概念, 在电力系统中采集测量数据是SCA - DA的一部分。DSP技术系统能够对频谱进行实时的 分析, 快速地测量速度与精度, 这种特点使测量数据的 采集和计算更加快捷。DSP技术已经成为电气量测 量的基础, 使相应的系统能够逐步形成。 (2)DSP技术的质量监控 人们对电网中电能的质量要求越来越高, 用户侧 电能质量的监视得到重视。电能有其自身评价的质量 标准, 电压和频率的测量都是根据其偏移是否在有效 值范围内来评价。对于波形的测量是根据畸变率是否 大于给定值来评价。一旦不满足
11、这三个质量标准, 监 控系统会根据不同情况发出警告, 控制机器的运行。 除此之外, 在电力系统发生故障或者有大负荷投 入时, 会形成一段时间的电压凹陷, 这时需要根据电压 的降低情况来进行实时的补偿修复,DSP技术在其中 也发挥着不可替代的重要作用。 (3)DSP技术与电子技术结合 电子技术在电力系统中的应用越来越广, 随着电 子元件的发展及应用, 无功补偿装置不断更新。但是 任何无功补偿方式都对算法的高效准确有很高的要 求, 这时DSP技术就得到了深度的应用, 现在很多静 止无功补偿装置运用DSP技术作为其控制核心。 在进行装置的无功控制时, 受到电网中存在的谐 波影响, 此时可以设置滤波装
12、置补偿谐波, 或者通过改 进电子装置避免产生谐波。后者需要掌握变流器的多 重化技术, 将方波多个叠加消除谐波, 得到正弦波, DSP技术的不断提高已经可以控制这种方法, 将其与 电子技术联合起来, 充分发挥其特点, 很好地抑制谐 波。 (4) 继电保护中的DSP技术 与传统的继电保护相比, 微机继电保护更加完善, 提高了电力系统的可靠性和安全性。在DSP数据采 集和运算能力的支持下, 微机继电保护的表现十分完 善。 4 电力系统自动化的发展 我国人口众多, 电力需求量十分巨大, 电力系统的 应用及更新十分重要。更好地发展电力系统自动化, 除了要有强大的硬件设施之外还要对电力系统中的技 术进行发
13、展, 使应用效率提高。在发展的同时, 需要从 几方面来完善: 第一, 要重视对电力系统的开发, 技术 转变同时对高端参数进行调整; 第二, 要解决无人现场 操作的问题, 保证电力系统可以远程操控, 避免电力事 故的发生, 提高工作效率; 第三, 电力设备的运用要加 强, 使设备具有智能化的特点, 获取实时信息, 方便电 力系统的管理; 第四, 加强企业工作者的培养, 储备技 术全面的高水平人才, 对电力系统自动化方面的技术 进行不断地探讨、 研发, 推动电力产业的发展。 5 结束语 总的来说, 电力系统自动化的发展已经逐步走向 规模化, 技术也更加的智能化、 区域化、 优质化。电力 系统的数据
14、测量、 继电保护加速了电力系统自动化的 发展。DSP的发展引导着电力系统的发展方向, 提升 了其自动化的水平。 参考文献: 1 陈玉国, 张继兰.基于多DSP并行处理的变压器智能终 端J.变压器, 2010, (07) :27 - 28. 2 Michalik Marek,Miroslaw R. High - impedance fault de - tection in distribution networks with use of wavelet - based algorithmJ.IEEE Transactions on Power Delivery, 2006. 3 晓 杰, 崔
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