AE-2000一体化控制装置技术说明书.pdf

AE-2000 控制装置技术说明书 长沙美能电力设备股份公司 概述 AE-2000控制装置以 ARM 为控制核心（详见 AE-2000 控制装置说明书） 作为励磁系 统控制时，具有运算速度快，调节精度高，运行稳定可靠等特点。是中小型励磁设备 的理想选择。 第一章 设计特点 1) LOEC 线性最优控制规律 与 PID+PSS 控制方式相比，最优励磁控制规律是全部状态量的最 优的线性组合，这种组合能保证系统在过渡过程中各状态量对其稳态值 的平方误差的积分最小，使其控制效果不受振荡频率的影响。从这一点 上说线性最优控制规律具有有优于 PID+PSS （Power System Stabilizer）的 性能。最优一体化控制器无论在系统发生一般频率的振荡（0.5~2Hz）或 是超低频振荡（0.017~0.08Hz）或是次同步振荡（10~40Hz），均能有 效地予以抑制，可使系统获得高动态稳定极限。 2) 电网标准的励磁数学模型（PID+PSS2A） 中国电网是一个正在建设的电网，电网变化比较大，同时又要保证 电力供应的可靠性，所以电网对电站的调速和励磁的控制规律有严格的 规定，虽然现代控制规律较传统的控制规律有较多的优势，但是诸多的 控制理论对于电网的管理会带来诸多的不变。在现阶段不利于电网的安 全运行。所以对于电厂和电网选择标准的数学模型是最好的选择。 3) 高速 ARM 芯片，计算控制周期 2ms 利用 ARM 处理器超强的数据处理能力，吸收大量的现场经验，并应用许 多成熟的励磁原理及算法实现要求的励磁控制，极大的提高了励磁控制的快 速性、可靠性和准确性，使得整机性能指标达到最佳。 4) 电磁兼容性试验 电路设计采用先进的表面贴装技术（SMD），电子元器件功耗低，发热量 小，可靠性高，不需进行额外的通风散热处理；在元器件选型中采用工业级 或军用级产品；在各个方面的设计过程中充分发挥了屏蔽、接地、滤波、布 线设计的作用，加强了对电源线路上的低频干扰的抑制能力，整体抗干扰能 力通过国家三级抗扰度电磁兼容（EMC）性能测试。同时电磁兼容性检验满 足 GB/T14958.9.10.13.14(idt IEC60255―22―3–4–1–2 ， evq IEC60255―5)、GB/T17626.5.6(idt IEC61000―4–5―6)等抗电磁干扰试验 标准提出的要求。 5) 多种通讯方式 控制器具有柔性的智能接口，以接点-I/O 开关量；串口-RS485、RS232、 RS422；现场总线- CanBus、profiBus、ModBus 等多种方式实现与电站计 算机监控系统通信的功能。保证当串行通信接口发生通信故障时，不会引起 调节器产生过励或欠励，确保励磁电流维持在当前工作状态。 6) 信号全交流采样 发电机定子电压和定子电流经 PT 和 CT 副方转换、滤波以后直接进入智 能 A/D 采样板，微机系统依此计算发电机定子电压 VF、定子电流 IF、有功 功率 P、无功功率 Q、省去了模拟式变送器这种中间环节，简化了外围硬件， 提高了响应速度和运行可靠性。同事由于采用交流采样，控制板还具有同期 功能。 7) 同步回路断线保护 独特的同步电路设计，保证了同步信号稳定、可靠。主要表现在以下两个方 面： 其一、在发电机电压从残压到期 150%额定电压范围内变化，同步方波始终 稳定； 其二、同步回路无论是在同步变压器原方还是在副方发生一相断线故障，都 能保证发电机在原工况稳定运行，不受影响。 8) 对外接口全隔离， 所有的接口包括开入、开出、脉冲、采样、电源、通讯等，对外都采用隔 离方式，这样可以极大的提高控制器运行的稳定性，能在较复杂的电磁环境 下可靠的工作。 §1-3 PID+PSS2A 原理简介 Ref KP V