[發(fā)明專利]一種柔性交流輸電裝置用板卡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110325387.4
• 申請(qǐng)日: 2011-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN102368611A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡林海;蔣曉春;周飛;趙國亮;荊平;陳國富;宗波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子裝置控制保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性交流輸電裝置用板卡。

背景技術(shù)

電力電子裝置是由各類電力電子電路組成的裝置，用于大功率電能的變換和控制。電力電子裝置包括整流器、逆變器、直流變流器、交流變流器、電機(jī)調(diào)速裝置、直流輸電裝置和無功補(bǔ)償裝置等。柔性交流輸電技術(shù)屬于電力電子裝置的核心技術(shù)。靜止同步補(bǔ)償器(Static?Synchronous?Compensator，STATCOM)、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器(Static?synchronous?series?compensator，SSSC)、統(tǒng)一潮流控制器(Unified?power?flow?controller，UPFC)、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(dynamic?voltage?restorers，DVR)等都是柔性交流輸電系統(tǒng)(Flexible?AC?Transmission?System，F(xiàn)ACTS)的核心裝置，均采用新一代的電力電子器件，如：門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和集成門極換向晶閘管(IGCT)，并且采用現(xiàn)代控制技術(shù)。上述新型FACTS裝置用來提高交流輸電系統(tǒng)的可控性和傳輸容量。

柔性交流輸電裝置的控制系統(tǒng)需要在每個(gè)采樣周期內(nèi)采樣與系統(tǒng)相關(guān)的電壓電流模擬量，存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，提供復(fù)雜的計(jì)算來實(shí)現(xiàn)裝置的控制策略和保護(hù)算法，采集柔性交流輸電裝置的開關(guān)量信號(hào)，控制一次回路的開關(guān)分合，對(duì)所有開關(guān)器件的動(dòng)作行為進(jìn)行同步控制、并相互交換信息，與監(jiān)控界面交互數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)參數(shù)下發(fā)、定值查詢、電壓電流模擬量顯示、運(yùn)行狀態(tài)顯示、開關(guān)操作、裝置投切等等。單獨(dú)數(shù)字信號(hào)處理(Digital?Signal?Processing，DSP)結(jié)構(gòu)的控制保護(hù)板已經(jīng)無法滿足上述要求，需要采用多數(shù)字信號(hào)處理DSP的控制結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的輸入輸出，采用工業(yè)總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的交換。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種柔性交流輸電裝置用板卡。該辦卡層次合理、功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高、易于實(shí)現(xiàn)且控制效果良好的控制、保護(hù)及錄波。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種柔性交流輸電裝置用板卡，所述板卡包括數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊1、可編程門陣列FPGA模塊3和數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊2；所述數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊1與可編程門陣列FPGA模塊3之間雙向連接，所述可編程門陣列FPGA模塊3與所述數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊2之間雙向連接。

所述數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊1外圍設(shè)備包括：分別與所述數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊1雙向連接的EtherCAT低壓差分信號(hào)總線接口模塊和NOR-FLASH存儲(chǔ)模塊。

所述數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊1采用型號(hào)為TMS320C6713的芯片。

所述EtherCAT低壓差分信號(hào)總線接口模塊包括低壓差分信號(hào)接口。

所述EtherCAT低壓差分信號(hào)總線接口模塊直接連接到低壓差分信號(hào)總線上。

所述數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊2外圍設(shè)備包括：分別與所述數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊2雙向連接的NAND-FLASH存儲(chǔ)模塊、SRAM存儲(chǔ)模塊、EEPROM存儲(chǔ)模塊、EtherCAT光信號(hào)總線接口模塊、CAN總線接口模塊、RS232通訊接口模塊、以太網(wǎng)通訊接口模塊以及開關(guān)量輸入輸出接口模塊。

所述數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊2采用型號(hào)為TMS320F28335的芯片。

所述EtherCAT光信號(hào)總線接口模塊包括光信號(hào)接口。

所述EtherCAT光信號(hào)總線接口模塊的收發(fā)器采用型號(hào)為KS8721的芯片和光電轉(zhuǎn)換器AFBR-5803。

所述EtherCAT低壓差分信號(hào)總線接口模塊和所述EtherCAT光信號(hào)總線接口模塊的控制器均采用型號(hào)為ET1100的芯片。

所述NAND-FLASH存儲(chǔ)模塊采用型號(hào)為K9F1208U0M的FLASH芯片，用于存儲(chǔ)錄波數(shù)據(jù)。

所述SRAM存儲(chǔ)模塊采用型號(hào)為CY71041V33的靜態(tài)緩存芯片，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

所述EEPROM存儲(chǔ)模塊采用型號(hào)為AT24LC16的芯片，用于存儲(chǔ)定值參數(shù)。

所述以太網(wǎng)通訊接口模塊采用以太網(wǎng)控制器芯片W3150A+、芯片KS8721、變壓器和以太網(wǎng)接頭。

所述CAN總線接口模塊采用型號(hào)為HCPL-0600的光電耦合器以實(shí)現(xiàn)隔離，采用型號(hào)為PCA82C250的CAN收發(fā)器以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送。