現在多數廠家的
控制器,運算單元多以51系列單片機為主,其缺點是:①硬件資源有限,指令功能、運算能力弱。要將信號采樣,電量計算,
電網諧波分析,
電容器投切,RS-485遠程通訊和近距離RS-232無線通訊功能都由51單片機來完成,存在很多困難;②其外擴芯片多,控制器整體結構復雜,
可靠性降低;③控制策略單一,遙信能力弱:控制器控制策略是以
功率因數為依據,或以
無功控制為依據,這種簡單控制策略容易導致電網輕載時控制器誤動作,使線路過補;④控制器保護功能不完善,達不到電力
行業(yè)標準DL/T597-1996<<
低壓無功
補償控制器訂貨技術條件>>中所規(guī)定的功能。(即控制器應具有過壓、欠壓、投切延時保護功能,電容器投入、切除門限功能,循環(huán)投切功能,面板應具有硬件或軟件閉鎖功能,防止小負載時電容器投切振蕩功能,抗干擾功能。)
鑒于目前
無功補償裝置的現狀,本文在比較了多種
無功補償裝置的優(yōu)缺點后,研制了一種基于數字信號處理器為核心的
智能低壓無功補償裝置控制器。
控制器采用TMS320LF2407A芯,該芯片是定點16位控制器中功能最全而又性能最好的。①其內部包含硬件乘法器、累加器、算術邏輯單元、輔助算術單元等多個處理單元,這些單元可以并列同時在一個指令周期內完成計劃任務;②可獨立訪問64K字節(jié)的程序存儲器與數據存儲器空間;③內部總線采用并行體系結構,系統(tǒng)中設置了程序讀總線、程序地址總線、數據讀總線、數據寫總線,由于總線是獨立的,故可以同時訪問程序和數據存儲器,同時為處理器提供數據和指令,從而提高了數據吞吐量;④特殊的DSP指令具有單周期乘、加運算;⑤FFT倒位序變址尋址能力
以及單周期指令執(zhí)行時間為25nS和豐富的集成外設接口,這些豐富的資源可以很好地解決51系列單片機難以解決的問題。
控制器通過采集三相電壓、電流,利用FFT變換算法,得到電網三相功率因數、電壓、電流、有功功率、
無功功率、2到13次諧波含量、有功電度、無功電度、電壓,電流畸變率;具有存儲每日整點功率因數、電壓,電流最大值、停電,來電時刻及累計停電時間功能;整點指定日諧波數據;數據存儲期為2個月;128X64大屏幕液晶顯示全中文操作界面、數據,便于用戶操作;具有RS-232、RS-485通訊物理接口,可實現遙信或近距離無線通訊,真正做到了無功補償自動控制與
配電參數綜合測控一體化,為城網改造提出的配網自動化、遠程通訊、無人值守等奠定了軟、硬件基礎。 控制器硬件結構框圖如圖:
圖3 控制器硬件結構
原理圖
軟件編制總體結構框圖和部分模塊流程圖如下:
圖4 軟件總體結構框圖
圖5 底層驅動模塊流程圖