肖權(quán) 高向鵬 陳沖 胡先洪 趙先元

摘要：

針對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)集中控制架構(gòu)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能控制的問(wèn)題，在烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組中，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖分布式勵(lì)磁控制系統(tǒng)，以嵌入式控制架構(gòu)為基礎(chǔ)，在分布式勵(lì)磁控制系統(tǒng)中對(duì)調(diào)節(jié)器、功率柜及滅磁柜分別設(shè)置了獨(dú)立分步式控制通道。在調(diào)節(jié)器中，采用“主用+備用”控制通道方式，控制通道執(zhí)行勵(lì)磁系統(tǒng)控制邏輯運(yùn)算與對(duì)外通訊；在功率柜中，控制通道測(cè)量陽(yáng)極電壓和陽(yáng)極電流與調(diào)節(jié)器控制通道共同調(diào)整脈沖觸發(fā)角，實(shí)現(xiàn)控制通道智能均流控制；在滅磁柜中，控制通道監(jiān)視機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行工況的同時(shí)作為第三控制通道。研究成果驗(yàn)證了在烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通訊分布式勵(lì)磁控制系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：

勵(lì)磁控制通道； 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通訊； 調(diào)節(jié)器； 功率柜； 滅磁柜； 烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)

中圖法分類(lèi)號(hào)：TM571

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.03.010

文章編號(hào)：1006-0081（2023）03-0058-05

0 引 言

同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)是電廠(chǎng)二次控制系統(tǒng)中的核心設(shè)備，該系統(tǒng)硬件以嵌入式為基礎(chǔ)，控制軟件以發(fā)電機(jī)控制模型為基礎(chǔ)［1-2］。數(shù)字式勵(lì)磁控制系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)器控制通道集中控制，一般采用機(jī)箱封裝，機(jī)箱內(nèi)部電路板通過(guò)板卡連接，模塊功能分為供電電源、模量信號(hào)采集、開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出、邏輯控制及計(jì)算測(cè)量單元等［3-5］。調(diào)節(jié)器集中控制一般采用“主用+備用”控制方式，控制通道之間大多采用CAN總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊［4-5］。多個(gè)功率柜共用調(diào)節(jié)器控制通道，由于同一脈沖源硬件參數(shù)存在個(gè)體差異，導(dǎo)致功率柜勵(lì)磁電流均流系數(shù)低。調(diào)節(jié)器控制通道不能實(shí)時(shí)判斷功率柜脈沖觸發(fā)及可控硅的工作狀態(tài)［6］。

ABB公司Unitrol6000分布式勵(lì)磁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)，各控制器之間采用光纖通訊。該系統(tǒng)成本高、有技術(shù)壁壘、軟件底層無(wú)法更改，不能從物理上隔離軟件攻擊的安全風(fēng)險(xiǎn)［7-8］。長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司在烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組采用光纖分布式勵(lì)磁控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以嵌入式為理論基礎(chǔ)［1-2］，從硬件與軟件2個(gè)層面分層解耦，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制通道分布式控制。分布式勵(lì)磁控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)如下。

（1） 系統(tǒng)依托高冗余的MCU+FPGA嵌入式控制技術(shù)，提高測(cè)量精度，減小邏輯運(yùn)算系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。

（2） 采用點(diǎn)到點(diǎn)的光纖通訊，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)高冗余，滅磁柜控制通道為勵(lì)磁系統(tǒng)第三控制通道；各功率柜能自動(dòng)切換，控制通道獨(dú)立運(yùn)行，自動(dòng)調(diào)整脈沖觸發(fā)角度，實(shí)現(xiàn)功率柜智能均流等。

（3） 系統(tǒng)各控制通道之間自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障通道判斷及通道切換，系統(tǒng)不會(huì)因切換而發(fā)生擾動(dòng)。

本文介紹了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖分布式勵(lì)磁控制系統(tǒng)中控制模塊硬件架構(gòu)、機(jī)組信號(hào)測(cè)量與控制、光纖通訊方案，功率柜邏輯控制方法及其獨(dú)立運(yùn)行方法，并在烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)12臺(tái)機(jī)組進(jìn)行可行性驗(yàn)證。

1 勵(lì)磁控制通道模塊簡(jiǎn)介

勵(lì)磁控制模塊由供電電源、模擬信號(hào)、同步信號(hào)測(cè)頻、通訊、開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出等單元組成，勵(lì)磁控制模塊電氣原理如圖1所示。

勵(lì)磁控制模塊采用MCU+FPGA雙核模式；供電電源單元負(fù)責(zé)將勵(lì)磁系統(tǒng)中的24 V電源經(jīng)過(guò)隔離、變換后，給勵(lì)磁控制模塊內(nèi)核單元與外設(shè)供電；內(nèi)核單元由MCU、FPGA、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)SRAM組成；MCU負(fù)責(zé)執(zhí)行人機(jī)界面通訊及勵(lì)磁控制邏輯程序；模擬信號(hào)單元由輸入與輸出構(gòu)成，模擬量輸入單元可以滿(mǎn)足8路模擬信號(hào)高速同步采樣，模擬量輸出4路電壓信號(hào)；通訊單元由標(biāo)準(zhǔn)RS232串口、RS485串口，CAN總線(xiàn)、10～100 M自適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)網(wǎng)口及18路光纖收發(fā)器組成。

MCU拓展SRAM提高運(yùn)行速率，拓展NAND FLASH與NOR FLASH存儲(chǔ)機(jī)組關(guān)鍵報(bào)文與機(jī)組參數(shù)；MCU通過(guò)中斷定時(shí)器實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量機(jī)組頻率，通過(guò)2個(gè)32位定時(shí)器配合實(shí)現(xiàn)6路雙窄PWM信號(hào)輸出；MCU與FPGA之間通過(guò)并行總線(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速交互，F(xiàn)PGA處理18路高速光纖數(shù)據(jù)信號(hào)，光纖通訊速率為5 MBd，開(kāi)關(guān)量輸入與輸出各48路，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)視；MCU以并行總線(xiàn)方式與AD芯片實(shí)行數(shù)據(jù)傳輸，AD的采樣精度16位，最高采樣速率200 KHz，可以采集0～10 V雙極性信號(hào)；模擬量輸出芯片經(jīng)高速數(shù)字總線(xiàn)隔離器隔離，輸出精度16位的0～10 V單極性信號(hào)。

2 調(diào)節(jié)器控制實(shí)現(xiàn)方案

2.1 供電電源單元實(shí)現(xiàn)方案

24 V輸入電源經(jīng)共模電感、電容、EMC濾波去耦合給勵(lì)磁控制通道供電；控制通道內(nèi)核單元及其外圍拓展電路通過(guò)電源模塊變換成5，3.3 V及±15 V的模擬量輸出電源；在通訊功能單元中，RS232與RS485采用隔離電源實(shí)現(xiàn)供電電源的獨(dú)立，18路光纖接發(fā)器電源與內(nèi)核共用5 V電源。

2.2 發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、電流測(cè)量實(shí)現(xiàn)方案

由于勵(lì)磁控制通道測(cè)量模擬量信號(hào)0～10 V，發(fā)電機(jī)機(jī)端信號(hào)及系統(tǒng)電壓的幅值大大超過(guò)勵(lì)磁控制模塊的測(cè)量范圍；同時(shí)勵(lì)磁模塊AD采樣芯片與MCU之間沒(méi)有總線(xiàn)隔離，所以勵(lì)磁控制通道需要使用信號(hào)隔離、變換電路按照比例降低信號(hào)幅值，濾除信號(hào)中的高頻干擾。

在機(jī)端信號(hào)隔離過(guò)程中，電壓、電流采用高精度的電壓型電流互感器，互感器原副邊電壓隔離等級(jí)為5 kV。在烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)中，額定機(jī)端電壓為相電壓57.74 V，額定機(jī)端電流為相電流1 A，烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組的機(jī)端電壓和定子電流的測(cè)量范圍為±10 V信號(hào)。從圖2可以看出，精密電壓型電流互感器和精密電流互感器以及運(yùn)放采樣跟隨電路，將輸入的高電壓大電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為±10 V可以直接使用的電壓信號(hào)，同時(shí)對(duì)信號(hào)的輸入輸出進(jìn)行了隔離。信號(hào)變換后，測(cè)量電壓信號(hào)誤差小于0.005%。

2.3 模擬量信號(hào)軟件實(shí)現(xiàn)方案

勵(lì)磁控制模塊有16路雙極性，可直采-10～10 V交流信號(hào)，在勵(lì)磁控制模塊中，機(jī)端電壓和定子電流一個(gè)周期采用24點(diǎn)，通過(guò)傅立葉離散變換，采樣數(shù)值在一個(gè)采樣周期內(nèi)均勻分布，通過(guò)定時(shí)器記數(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)模擬信號(hào)采樣。

模擬信號(hào)輸出是機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，并向監(jiān)控系統(tǒng)輸出機(jī)組當(dāng)前控制角度、PSS反饋輸出、機(jī)組勵(lì)磁電流等參數(shù)。模擬信號(hào)輸出值0～32767對(duì)應(yīng)0～10 V電壓信號(hào)，外擴(kuò)展變送器變換成4～20 mA電流輸出。

2.4 開(kāi)關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)方案

機(jī)組開(kāi)關(guān)量輸入與輸出各48個(gè)點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)為24 V或220 V DC信號(hào)，48個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出是以繼電器無(wú)源接點(diǎn)對(duì)外輸出。

勵(lì)磁控制模塊在自動(dòng)或手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)PGA的GPIO引腳收到遠(yuǎn)方監(jiān)控控制平臺(tái)或現(xiàn)地控制輸入信號(hào)以總線(xiàn)方式傳輸給MCU的GPIO引腳；MCU收到輸入信號(hào)或MCU執(zhí)行勵(lì)磁控制邏輯運(yùn)算時(shí)，判定發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)以總線(xiàn)方式操控FPGA的GPIO引腳對(duì)外發(fā)出監(jiān)視信號(hào)。

2.5 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖實(shí)現(xiàn)方案

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖網(wǎng)絡(luò)的分布式控制技術(shù)如圖3所示。調(diào)節(jié)柜控制通道有2個(gè)AVR+FCR自動(dòng)控制通道，滅磁柜控制通道有1個(gè)FCR控制通道，每個(gè)功率柜控制通道有1個(gè)獨(dú)立的AVR+FCR自動(dòng)控制通道，所有控制通道均配備控制核心完全相同的可編程自動(dòng)化控制通道，所有控制通道硬件和結(jié)構(gòu)上完全互通互用，大大提高了維護(hù)效率及備品利用率，控制通道間采用光纖網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，取消通信網(wǎng)絡(luò)中公共節(jié)點(diǎn)，消除了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的冗余瓶頸，提高了整個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

3 功率柜控制實(shí)現(xiàn)方案

烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)左右岸共有12臺(tái)單機(jī)容量850 MW的水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組采用IAEC-6000分布式勵(lì)磁控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)分布式控制。

3.1 勵(lì)磁功率柜簡(jiǎn)介

在功率柜中用環(huán)形熱管散熱實(shí)現(xiàn)完全自冷運(yùn)行冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)其中1或2個(gè)功率柜故障時(shí)，可自動(dòng)閉鎖脈沖，并將電流平分到其他功率柜上，保證發(fā)電機(jī)在所有運(yùn)行工況下（包括強(qiáng)勵(lì)）均能正常運(yùn)行［9］。

每個(gè)功率柜都有獨(dú)立分步式控制通道、信號(hào)采集模塊及脈沖觸發(fā)模塊，控制通道采用光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形式將采集數(shù)據(jù)傳送給調(diào)節(jié)器控制通道。當(dāng)調(diào)節(jié)柜兩個(gè)通道都有故障時(shí)，程序自動(dòng)選擇無(wú)擾切換至功率柜內(nèi)的控制運(yùn)算通道進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行。

功率柜內(nèi)配置有檢測(cè)柜內(nèi)溫度的傳感器，當(dāng)柜內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，功率柜自動(dòng)啟動(dòng)交流風(fēng)機(jī)，并報(bào)出交流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。

3.2 功率柜電源濾波實(shí)現(xiàn)方案

功率柜體有獨(dú)立電源，在交流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)與關(guān)閉時(shí)，220 V交流供電電源過(guò)壓尖峰差值740 V，直流24 V電壓電源過(guò)壓尖峰差值為32.4 V，尖峰差值超過(guò)電源承受范圍，在交流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或關(guān)閉瞬間控制通道復(fù)位。

由于分布式勵(lì)磁控制系統(tǒng)中控制通道硬件電路對(duì)浪涌脈沖比較敏感，所以在交流風(fēng)機(jī)電源回路中加裝吸收單元，吸收交流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或關(guān)閉時(shí)釋放產(chǎn)生的脈沖和浪涌，避免控制通道的故障或重啟動(dòng)［10］。交流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)與關(guān)閉有如下特點(diǎn)。

（1） 對(duì)交流風(fēng)機(jī)感性負(fù)載在電流瞬變時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行鉗位。

（2） 抑制感性電路中因Ui=L·（di/dt）對(duì)器件所引起的沖擊，其中Ui為電機(jī)電感感應(yīng)電壓，L為風(fēng)機(jī)電感量，di/dt為風(fēng)機(jī)電流變化率；在交流風(fēng)機(jī)開(kāi)通與關(guān)斷的瞬間，如果感性負(fù)載磁通不為零；根據(jù)愣次定律，感性磁通會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，對(duì)外釋放磁場(chǎng)儲(chǔ)能；在工業(yè)應(yīng)用中一般采用RC吸收回路，將自感電動(dòng)勢(shì)能量以熱能的方式消耗掉［11］。

（3） 在RC吸收回路中，電阻R取值能承受交流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或關(guān)閉的瞬時(shí)反壓，R值過(guò)小則動(dòng)態(tài)功耗過(guò)大，R值過(guò)大則達(dá)不到保護(hù)作用；根據(jù)Ii=C（dv/dt），dv/dt為電壓變化率，電容C取值在滿(mǎn)足電壓鉗位的同時(shí)，還要儲(chǔ)存磁能，電容選擇電感值比較低的薄膜電容。根據(jù)吸收電路緩沖計(jì)算公式［12］：

Co=ICEVCE（ton+toff）=3×InVCE（ton+toff）（1）

式中：In為交流風(fēng)機(jī)工作時(shí)的線(xiàn)額定電流，A；飽和電流ICE一般為額定電流2～3倍，VCE為交流風(fēng)機(jī)開(kāi)啟與關(guān)閉電壓值差，V；ton為交流風(fēng)機(jī)工作時(shí)間，s；toff為交流風(fēng)機(jī)關(guān)閉時(shí)間，s。

查閱R4D400-AL17-05《交流風(fēng)機(jī)用戶(hù)手冊(cè)》，交流風(fēng)機(jī)額定工作電流為4.89 A。

Co=3InVCE（ton+toff）=3×4.89740=0.02 μF

為了避免高頻截止頻率信號(hào)對(duì)控制通道干擾，截止頻率f0值越小越好，結(jié)合工程中實(shí)際情況［6］，取Co=0.1 μF，f0=10 kHz，吸收電阻緩沖計(jì)算公式：

Ro=12πf0C0=12×3.14×10×0.1×10－3（2）

Ro=12πf0C0=159 Ω

取Ro=200 Ω，計(jì)算截至頻率為

f0=12πRoC0=1062×3.14×200×0.1（3）

f0=7.962 kHz

200R/10W功率電阻與0.1 UF/1 600 V薄膜電容串聯(lián)后與交流風(fēng)機(jī)繞組并聯(lián)，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電阻溫升Δt≤25 ℃。

在交流風(fēng)機(jī)繞組加阻容吸收后啟動(dòng)或關(guān)閉后，風(fēng)機(jī)電源與控制通道24 V電源電源波形未出現(xiàn)畸變。

在交流風(fēng)機(jī)的繞組上加RC吸收，可以得知濾除脈沖和浪涌實(shí)驗(yàn)效果，交流風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或關(guān)閉時(shí)，對(duì)交流供電電源與控制通道24 V電源干擾明顯減少，控制通道沒(méi)有出現(xiàn)故障或重啟動(dòng)。

3.3 功率柜控制通道測(cè)量及同步冗余實(shí)現(xiàn)方案

功率柜控制模塊通過(guò)采集陽(yáng)極采樣模塊實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極電壓、陽(yáng)極電流及轉(zhuǎn)子電壓信號(hào)直接測(cè)量，陽(yáng)極信號(hào)與轉(zhuǎn)子經(jīng)高精度、高耐壓的精密互感器與霍爾隔離變換成-10～10 V信號(hào)傳輸給功率柜控制通道，陽(yáng)極信號(hào)變換及同步生成硬件電路如圖2所示，控制通道采集信號(hào)做功率柜邏輯控制同時(shí)，也將功率柜采集參數(shù)以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊方式向調(diào)節(jié)器發(fā)送，經(jīng)調(diào)節(jié)器向人機(jī)界面發(fā)送。

烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)每套機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)中有4個(gè)功率柜，每個(gè)功率柜有3個(gè)同步信號(hào)，4個(gè)柜體12個(gè)同步信號(hào)通過(guò)功率柜模塊之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊方式實(shí)現(xiàn)同步信號(hào)共享，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)同步信號(hào)優(yōu)先級(jí)為功率柜1>功率柜>2功率柜3>功率柜4。

功率柜控制通道生成雙窄脈沖方式脈沖生成實(shí)現(xiàn)方案如圖4所示。控制通道測(cè)量同步信號(hào)后觸發(fā)定時(shí)器，經(jīng)過(guò)脈沖延時(shí)后產(chǎn)生第1路固定寬度脈沖，第2路脈沖經(jīng)過(guò)延時(shí)后產(chǎn)生第1路固定寬度脈沖的同時(shí)，給第2路脈沖生成第一個(gè)脈沖，第3～6路脈沖生成方式依次類(lèi)推［12-14］。

調(diào)節(jié)器控制通道計(jì)算機(jī)組的勵(lì)磁電流參數(shù)，以點(diǎn)到點(diǎn)的光纖通訊方式下發(fā)給各功率柜控制通道；功率柜控制通道通過(guò)采集陽(yáng)極電流參數(shù)I折算功率柜勵(lì)磁電流Ifd=（1/3）×I，由于硬件參數(shù)的個(gè)體差異，傳統(tǒng)功率柜均流值低于93%［12］，功率柜控制通道收到調(diào)節(jié)器下發(fā)的控制角參數(shù)后，結(jié)合其實(shí)際測(cè)量的本功率柜電流，執(zhí)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制角參數(shù)，實(shí)現(xiàn)功率柜智能均流。

3.4 功率柜控制通道獨(dú)立運(yùn)行方案

當(dāng)調(diào)節(jié)器兩個(gè)通道控制通道同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，程序自動(dòng)選擇無(wú)擾切換至功率柜內(nèi)的控制運(yùn)算通道進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行，功率柜控制通道獨(dú)立運(yùn)行方式邏輯如圖5所示。

在功率柜控制通道獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)功率測(cè)量模塊測(cè)量發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與電流的功率因素，通過(guò)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)傳輸給各功率柜控制通道，控制通道以恒陽(yáng)極電壓方式（烏東德為自并勵(lì)方式，恒陽(yáng)極電壓即恒機(jī)端電壓方式）運(yùn)行并向外告警。

4 滅磁柜控制實(shí)現(xiàn)方案

在開(kāi)機(jī)階段，滅磁柜控制通道接收到調(diào)節(jié)通道下發(fā)投初勵(lì)指令，滅磁柜控制通道啟動(dòng)投初勵(lì)硬件外圍控制電路后，給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子充磁。在發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓上升后，滅磁柜控制通道接收到調(diào)節(jié)器控制通道后，立即退出投初勵(lì)。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，滅磁柜控制通道測(cè)量發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流，并同時(shí)監(jiān)測(cè)碳化硅滅磁電阻狀態(tài)等功能，在轉(zhuǎn)子過(guò)電壓時(shí)，控制跨接器投入滅磁電阻，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)壓保護(hù)［12］。

5 結(jié) 語(yǔ)

烏東德水力發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖分布式控制勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行超過(guò)2 a，功率柜勵(lì)磁電流的均流系數(shù)大于97%，實(shí)現(xiàn)功率柜實(shí)時(shí)控制功能。在調(diào)節(jié)器控制退出運(yùn)行時(shí)，功率柜控制通道自動(dòng)切換到獨(dú)立運(yùn)行。但分布式控制勵(lì)磁系統(tǒng)核心物料為進(jìn)口物料，物料供應(yīng)穩(wěn)定面臨風(fēng)險(xiǎn)，今后需進(jìn)一步加強(qiáng)自主可控的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖分布式控制勵(lì)磁系統(tǒng)研發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 陸繼明，毛承雄.同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制器［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2006.

［2］ 李基成.現(xiàn)代同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2002.

［3］ 余翔，王波，毛承雄，等.一種基于PCC的勵(lì)磁控制通道實(shí)現(xiàn)方案［J］.大電機(jī)技術(shù)，2006（5）：58-61.

［4］ 余翔，王波，毛承雄，等.一種基于F2812的流程控制通道［J］.大電機(jī)技術(shù)，2007（3）：56-59.

［5］ 潘熙和，張祖貴，黃業(yè)華.PLC與PCC勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的研究與實(shí)現(xiàn)［J］.人民長(zhǎng)江，2003（10）：21-23，52.

［6］ 劉科亮.同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁控制裝置設(shè)計(jì)［D］.西安：西安科技大學(xué)，2016.

［7］ 倪光南，朱新忠.自主可控關(guān)鍵軟硬件在我國(guó)宇航領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展建議［J］.上海航天，2021（3） ：30-34.

［8］ 李友軍，周華良，徐廣輝，等.基于龍芯處理器的繼電保護(hù)裝置平臺(tái)及關(guān)鍵技術(shù)［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2022（3） ：218-224.

［9］ 王波，余翔，胡先洪，等.烏東德水電站機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)熱管整流柜設(shè)計(jì)及試驗(yàn)［J］.人民長(zhǎng)江，2021，52（5）：120-123，132.

［10］ 春蘭.獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)功率控制研究［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，2007.

［11］ 馮錕，楊婳，陳超，等.短路故障下直流固態(tài)斷路器緩沖［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018，46（3）：97-102.

［12］ 趙先元，余翔，周筱珊.一種基于TMS320F28335的勵(lì)磁控制通道［J］.水電能源科學(xué)，2013（8）：214-216.

（編輯：唐湘茜）

Implementation method of distributed excitation control system for Wudongde Hydropower Plant

XIAO Quan1，GAO Xiangpeng1，CHEN Chong2，HU Xianhong2，ZHAO Xianyuan1

（1.Three Gorges Nengshida Electric Co.，Ltd.，Wuhan 430070，China； 2.Wudongde Hydropower Plant，Kunming 651512，China）Abstract：

In view of the excitation system cannot realize intelligent control problems in centralized control architecture，the implementation method of point-to-point optical communication distributed excitation control system in Wudongde Hydropower Plant was introduced.The control system was based on embedded control architecture.In the excitation control system，regulator，sillicon controlled rectifier and discharger have an independent controller.In the regulator，the control channel performs the control logic operation of the excitation system and the communication with the man-machine interface.In the sillicon controlled rectifier，the control channel measures the anode voltage and anode current and adjusts the pulse of trigger angle together with the regulator control channel to realize the intelligent current equalization.In the discharger，the control channel was used as the third control channel while monitoring the operation condition of the excitation system.The reliability and stability of the point-to-point optical fiber communication distributed excitation control system were verified in Wudongde Hydropower Plant.

Key words：

excitation controller；point-to-point optical communication；regulator；sillicon controlled rectifier；demagnetizing cabinet；Wudongde Hydropower Plant

收稿日期：

2022-03-22

作者簡(jiǎn)介：

肖 權(quán)，男，工程師，碩士，主要從事硬件設(shè)計(jì)研發(fā)工作。E-mail：xiaoquan6789@163.com