專利名稱：可控高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)全數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超導(dǎo)電力應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于第二代高溫超導(dǎo)體的超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng) (SMES)的全數(shù)字化并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種可控高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)全數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1987年高溫超導(dǎo)的材料發(fā)現(xiàn)，為高溫超導(dǎo)體實(shí)際應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。低溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)是超導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用中的相對(duì)成熟的技術(shù)，但由于制冷成本昂貴，面臨著無法擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用的瓶頸。隨著高溫超導(dǎo)材料以及現(xiàn)代電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)正逐漸替代低溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)，獲得在電力系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。將超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)與現(xiàn)代電力電子功率調(diào)節(jié)器相結(jié)合，通過整流器將電網(wǎng)的能量以電磁能形式儲(chǔ)存在超導(dǎo)線圈中，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)再通過功率調(diào)節(jié)器將能量饋送給電網(wǎng)或作其他用途。功率調(diào)節(jié)器作為電網(wǎng)與高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行能量交換的中間橋梁，它通過變壓器與電網(wǎng)連接，能獨(dú)立控制超導(dǎo)磁體與電力系統(tǒng)間的有功功率和無功功率交換，是超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。利用高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置具有ms級(jí)反應(yīng)速度，功率密度高的特點(diǎn)，一般將其并聯(lián)于電力系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，可以快速吸收和釋放能量，適用于改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)外的科研機(jī)構(gòu)對(duì)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用研究開展已久。美國(guó)、日本、韓國(guó)及北歐國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)針對(duì)超導(dǎo)磁體線圈都開展了電力應(yīng)用技術(shù)的研究，同時(shí)也開發(fā)了相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)。我國(guó)華中科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院電工所及清華大學(xué)等科研單位也紛紛對(duì)超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)做了深入地研究。2005年華中科技大學(xué)研制出35kJ/7. 5kW Bi-2223 SMES，并聯(lián)合浙江大學(xué)研發(fā)了相應(yīng)的SMES監(jiān)控系統(tǒng)；中科院電工所于1999年研制成功我國(guó)第一臺(tái) 25kJ/5kff低溫SMES樣機(jī)，2004年開始構(gòu)造1MJ/0. 5MW Bi-2223 SMES及其監(jiān)控系統(tǒng)，并在 2008年進(jìn)行了 IOkV配電網(wǎng)并網(wǎng)試驗(yàn)調(diào)試。但是華中科技大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院電工所的兩個(gè)科研項(xiàng)目對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)主要集中在電力系統(tǒng)層級(jí)或超導(dǎo)磁體本體系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控， 對(duì)于連接SMES和電網(wǎng)的中間環(huán)節(jié)——功率調(diào)節(jié)器沒有研究相應(yīng)的監(jiān)控技術(shù)。功率調(diào)節(jié)器作為電網(wǎng)與SMES進(jìn)行能量交換的中間橋梁，關(guān)系到超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此，一個(gè)基于功率調(diào)節(jié)器，可同時(shí)顧及電網(wǎng)和超導(dǎo)磁體單元的可視化、智能化的全數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)大大提高超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)前述技術(shù)的不足，為了在線實(shí)時(shí)掌握功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行時(shí)的電網(wǎng)、超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)等的參數(shù)變量以及各種運(yùn)行狀態(tài)和故障信息，具備在線和遠(yuǎn)程控制功能，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)后運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、可靠的切換控制，本發(fā)明提出了一種簡(jiǎn)便、快速、具有人機(jī)交互功能的可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)，用于高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱，HT SMES)功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、可靠監(jiān)測(cè)和全數(shù)字、智能化并網(wǎng)控制。本發(fā)明是基于微控制器(Micro Controller Unit)和數(shù)字信號(hào)處理器(Digital
4Signal Processor)(簡(jiǎn)稱，MCU&DSP)雙處理器形式，應(yīng)用電壓傳感器、電流傳感器及其他輔助電路和觸摸式液晶顯示終端，發(fā)明了一種針對(duì)功率調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)電網(wǎng)三相電壓和三相電流、與電網(wǎng)交換有功功率和無功功率、超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)器直流母線電壓、超導(dǎo)磁體端電壓和磁體電流、 磁體溫度、磁體中心磁感應(yīng)強(qiáng)度等狀態(tài)量及功率調(diào)節(jié)器硬件電路器件故障、功率調(diào)節(jié)器工作溫度故障、超導(dǎo)磁體故障等開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)磁體單元各種運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、可靠地監(jiān)測(cè)和控制。監(jiān)控系統(tǒng)使用C8051F020單片機(jī)作為主處理器，采用 TMS320F2812芯片作為控制處理器。監(jiān)控系統(tǒng)首先通過電壓傳感器和電流傳感器對(duì)電網(wǎng)的 A、B相電壓和電流進(jìn)行采樣，傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)過自主設(shè)計(jì)的信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后，輸入數(shù)字信號(hào)處理器，并根據(jù)電網(wǎng)三相對(duì)稱性獲得C相電壓和C相電流的值；同時(shí)，電壓傳感器和電流傳感器也對(duì)超導(dǎo)磁體的端電壓和超導(dǎo)磁體中流過的電流進(jìn)行采樣，同理經(jīng)過信號(hào)調(diào)理板調(diào)理后輸入數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行運(yùn)算處理；超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)使用C8051F020單片機(jī)作為主控制器實(shí)現(xiàn)在彩色液晶終端上的各項(xiàng)監(jiān)控量的數(shù)字化顯示和應(yīng)用觸摸屏的人機(jī)交互功能。通過按下液晶終端觸摸屏上的按鍵，可以發(fā)布不同控制指令給數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器接收控制指令后，按照事先約定的算法發(fā)出空間矢量調(diào)制脈沖控制功率調(diào)節(jié)器功率電路中電力電子功率器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，達(dá)到對(duì)超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)用功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行狀態(tài)的控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的切換控制。該功率調(diào)節(jié)器監(jiān)控系統(tǒng)為高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)的并網(wǎng)安全運(yùn)行提供了保障，對(duì)其模塊化和產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用具有重要價(jià)值。本發(fā)明的有益效果是(1)能夠在線顯視超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行變量、狀態(tài)參量、故障信息，控制并網(wǎng)方式切換；(2)設(shè)計(jì)了 SMES功率調(diào)節(jié)器監(jiān)控系統(tǒng)與上位機(jī)通訊接口，具備實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的遠(yuǎn)程雙向數(shù)據(jù)通訊功能；(3)基于觸摸屏的人機(jī)交互方式使得監(jiān)控系統(tǒng)的操控非常簡(jiǎn)便和人性化；(4)使用設(shè)備包括數(shù)字信號(hào)處理器、單片機(jī)和液晶終端，產(chǎn)品成熟，且易于實(shí)現(xiàn)，整個(gè)SMES功率調(diào)節(jié)器監(jiān)控系統(tǒng)的成本低。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1 :SMES功率調(diào)節(jié)器監(jiān)控系統(tǒng)。圖中1數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，2電壓傳感器， 3電流傳感器，4單片機(jī)控制板，5液晶顯示終端，6智能功率模塊，7智能功率模塊驅(qū)動(dòng)電路板，8斬波器模塊，9斬波器模塊驅(qū)動(dòng)電路板，10信號(hào)調(diào)理板、11直流母線電容、12散熱風(fēng)扇、 13 DSP電源、14單片機(jī)控制板電源、15信號(hào)調(diào)理板電源、16航空插頭。圖2 =SMES功率調(diào)節(jié)器全數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)通信功能。圖3 =SMES功率調(diào)節(jié)器監(jiān)控系統(tǒng)界面。圖4 監(jiān)控系統(tǒng)故障狀態(tài)指示界面。圖5 監(jiān)控系統(tǒng)控制命令與超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)器監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成如附圖1所示。包括數(shù)字信號(hào)處理器(簡(jiǎn)稱，DSP) 1，電壓傳感器2，電流傳感器3，單片機(jī)控制板4，液晶顯示終端5，智能功率模塊6，智能功率模塊IPM驅(qū)動(dòng)電路板7，斬波器模塊8，斬波器模塊絕緣柵雙極型功率管 (IGBT)驅(qū)動(dòng)板9，信號(hào)調(diào)理板10、直流母線電容11、散熱風(fēng)扇12、DSP電源13、單片機(jī)控制板電源14、信號(hào)調(diào)理板電源15、航空插頭16。其中電壓傳感器2，電流傳感器3，智能功率模塊6，智能功率模塊IPM驅(qū)動(dòng)電路板7，斬波器模塊8，斬波器模塊驅(qū)動(dòng)板9，直流母線電容 11構(gòu)成功率單元；數(shù)字信號(hào)處理器1，單片機(jī)控制板4，信號(hào)調(diào)理板10構(gòu)成控制單元?？刂茊卧凸β蕟卧?、液晶顯示終端之間通過雙向24針航空插頭16經(jīng)屏蔽信號(hào)線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。監(jiān)控系統(tǒng)功能原理見附圖2。功率單元中的電壓傳感器采集電網(wǎng)側(cè)的A，B兩相電壓Ua 和Ub，直流側(cè)的母線電容電壓Udc和超導(dǎo)磁體的端電壓Usmes ；電流傳感器采樣電網(wǎng)側(cè)A，B兩相的電流Ia、Ib和直流側(cè)母線上的電流值Id。及超導(dǎo)磁體的電流值Ismes。通過帶雙向24針航空插頭的屏蔽信號(hào)線，所有電壓傳感器和電流傳感器采樣的信號(hào)可以無損耗和無干擾地從功率單元傳送至控制單元中的信號(hào)調(diào)理板。上述八路采樣信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理板二階濾波調(diào)理后輸入數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)采樣獲得的實(shí)際電壓、電流、鎖相相位等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行軟、硬件保護(hù)，并基于并網(wǎng)控制策略計(jì)算超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)需要通過功率調(diào)節(jié)器與電網(wǎng)交換的有功功率和無功功率值，這些傳感器采樣量、數(shù)字信號(hào)處理器處理后的監(jiān)控量和超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)、功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行時(shí)的故障代碼信息等，經(jīng)數(shù)字信號(hào)處理器串行通信接口 A(SCIA)，按照約定的通訊協(xié)議發(fā)送至單片機(jī)；單片機(jī)從串行通信接口 A接收數(shù)據(jù)后，將要監(jiān)控的數(shù)據(jù)及功率調(diào)節(jié)器的運(yùn)行狀態(tài)等信息在液晶終端顯示屏進(jìn)行可視化輸出。此外，從液晶終端輸入的控制命令也經(jīng)由單片機(jī)通過串口 SCIA傳送至數(shù)字信號(hào)處理器，產(chǎn)生所需要的空間矢量調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)功率調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的雙向能量轉(zhuǎn)換。液晶終端界面包括電網(wǎng)相電壓、相電流瞬時(shí)值、超導(dǎo)磁體端電壓、磁體電流值、有功功率、無功功率值、超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度值等、故障狀態(tài)指示、超導(dǎo)磁體運(yùn)行狀態(tài)、功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行狀態(tài)、供現(xiàn)場(chǎng)人員操控的“控制命令”欄按鈕。監(jiān)控界面參見圖3所示。當(dāng)利用觸摸筆在液晶終端界面按下“控制命令”(自動(dòng)、整流、續(xù)流、逆變、停機(jī))中的按鍵后，單片機(jī)根據(jù)觸摸屏上返回的位置信息得出按下的按鍵的名稱，并將該命令對(duì)應(yīng)的代碼經(jīng)由單片機(jī)發(fā)送至數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)該命令代碼對(duì)應(yīng)的子程序發(fā)出空間矢量調(diào)制脈沖，這些脈沖信號(hào)經(jīng)由控制單元上帶24針航空插頭的屏蔽信號(hào)線傳送至功率單元中的驅(qū)動(dòng)電路輸入端，通過驅(qū)動(dòng)電路的功率放大，控制功率開關(guān)器件的通斷順序，最終完成對(duì)功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行狀態(tài)的控制切換。如果超導(dǎo)磁體、功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障狀態(tài)，這些故障信息會(huì)由數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出，經(jīng)單片機(jī)信息通信，最后在液晶顯示界面上該故障對(duì)應(yīng)的狀態(tài)指示燈將被點(diǎn)亮，指明具體的故障名稱。液晶顯示終端上，各種故障狀態(tài)指示界面參見圖4所不。用于控制超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行的“控制命令”按鍵共有5個(gè)命令即自動(dòng)、 整流、續(xù)流、逆變、停機(jī)，對(duì)應(yīng)的通信代碼分別是0x00,0x10,0x11,0x12,0x13,控制命令與功率調(diào)節(jié)器和超導(dǎo)磁體的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系參見圖5所示。數(shù)字信號(hào)處理器和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)收發(fā)按照通訊協(xié)議進(jìn)行；該協(xié)議約定收發(fā)的數(shù)據(jù)幀均以O(shè)xAA為數(shù)據(jù)幀頭，以0x55為數(shù)據(jù)幀尾，數(shù)字信號(hào)處理器每次向單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度為6個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)幀包括要顯示的
6監(jiān)控量信息和功率調(diào)節(jié)器的運(yùn)行狀態(tài)信息等；單片機(jī)向數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度為1個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)幀為液晶界面上按下控制命令按鍵時(shí)按鍵對(duì)應(yīng)的控制命令代碼。此外，為便于監(jiān)控系統(tǒng)和上位機(jī)通訊連接，功率調(diào)節(jié)器監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用數(shù)字信號(hào)處理器的串行通訊口 B(SCIB)和上位機(jī)進(jìn)行通訊連接。數(shù)字信號(hào)處理器向上位機(jī)傳送功率調(diào)節(jié)器的全部運(yùn)行狀態(tài)，上位機(jī)也可向數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)送功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行控制命令。
前述內(nèi)容已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施例僅僅是例證性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
1.一種可控高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)全數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP(I)，電壓傳感器(2)，電流傳感器(3)，單片機(jī)控制板(4)，液晶顯示終端(5)，智能功率模塊(6)，智能功率模塊驅(qū)動(dòng)電路板(7)，斬波器模塊(8)，斬波器模塊驅(qū)動(dòng)板(9)，信號(hào)調(diào)理板(10)、直流母線電容(11)、散熱風(fēng)扇(12)、DSP電源(13)、單片機(jī)控制板電源(14)、信號(hào)調(diào)理板電源(15)和航空插頭(16)；其中電壓傳感器(2)，電流傳感器(3)，智能功率模塊(6)，智能功率模塊驅(qū)動(dòng)電路板(7)，斬波器模塊(8)，斬波器模塊驅(qū)動(dòng)板(9)，直流母線電容(11)構(gòu)成功率單元；數(shù)字信號(hào)處理器(1)，單片機(jī)控制板(4)，信號(hào)調(diào)理板(10)構(gòu)成控制單元；所述控制單元、功率單元和液晶顯示終端(5)之間通過航空插頭(16)經(jīng)屏蔽信號(hào)線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述功率單元中的電壓傳感器⑵采集電網(wǎng)側(cè)的A，B兩相電壓隊(duì)和隊(duì)，直流側(cè)的母線電容電壓Ud。和超導(dǎo)磁體的端電壓Usmes ；電流傳感器(3)采樣電網(wǎng)側(cè)A，B兩相的電流Ia、 Ib和直流側(cè)母線上的電流值Id。及超導(dǎo)磁體的電流值Isnres ；通過屏蔽信號(hào)線，所有電壓傳感器和電流傳感器采樣的信號(hào)無損耗和無干擾地從功率單元傳送至控制單元中的信號(hào)調(diào)理板；上述八路采樣信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理板(10) 二階濾波調(diào)理后輸入數(shù)字信號(hào)處理器(1)，數(shù)字信號(hào)處理器(1)根據(jù)采樣獲得的實(shí)際電壓、電流和信號(hào)調(diào)理板(10)中鎖相電路測(cè)得的電壓相位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行軟、硬件保護(hù)，并基于并網(wǎng)控制策略計(jì)算超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)需要通過功率調(diào)節(jié)器與電網(wǎng)交換的有功功率和無功功率值；這些傳感器采樣量、數(shù)字信號(hào)處理器處理后的監(jiān)控量和超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)、功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行時(shí)的故障代碼信息經(jīng)數(shù)字信號(hào)處理器串行通信接口 SCIA，按照約定的通訊協(xié)議發(fā)送至單片機(jī)控制板(4)；由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)與液晶顯示終端 (5)的數(shù)據(jù)信息和控制命令的雙向交互；同時(shí)所有信息還經(jīng)過數(shù)字信號(hào)處理器串行通信接口 SCIB，按照約定的通訊協(xié)議發(fā)送至上位機(jī)或從上位機(jī)接收命令，供遠(yuǎn)程監(jiān)控使用。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于單片機(jī)控制板(4)從數(shù)字信號(hào)處理器串行通信接口 SCIA接收數(shù)據(jù)后，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及功率調(diào)節(jié)器的運(yùn)行狀態(tài)信息在液晶顯示終端(5)上進(jìn)行可視化實(shí)時(shí)輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于從液晶顯示終端(5)輸入的控制命令經(jīng)由單片機(jī)通過串口 SCIA傳送至數(shù)字信號(hào)處理器，產(chǎn)生所需要的空間矢量調(diào)制脈沖驅(qū)動(dòng)功率調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的雙向能量轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于液晶顯示終端(5)的界面包括電網(wǎng)相電壓、相電流瞬時(shí)值、超導(dǎo)磁體端電壓、磁體電流值、有功功率值、無功功率值、超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行溫度值等、故障狀態(tài)指示、超導(dǎo)磁體運(yùn)行狀態(tài)、功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行狀態(tài)、和供現(xiàn)場(chǎng)人員操控的“控制命令”欄按鈕；當(dāng)利用觸摸筆在液晶顯示終端(5)的界面上按下“控制命令”中的選項(xiàng)自動(dòng)、整流、續(xù)流、逆變和停機(jī)中的任一按鍵后，單片機(jī)根據(jù)觸摸屏上返回的位置信息得出按下的按鍵的名稱，并將該命令對(duì)應(yīng)的代碼經(jīng)由單片機(jī)發(fā)送至數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)該命令代碼對(duì)應(yīng)的子程序發(fā)出空間矢量調(diào)制脈沖，這些脈沖信號(hào)經(jīng)由控制單元的屏蔽信號(hào)線傳送至功率單元中的驅(qū)動(dòng)電路輸入端，通過驅(qū)動(dòng)電路的功率放大，控制功率開關(guān)器件的通斷順序，最終依據(jù)功率變換需求完成對(duì)功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行狀態(tài)的控制；如果超導(dǎo)磁體、功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障狀態(tài)，這些故障信息會(huì)由數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出，經(jīng)單片機(jī)接收處理后，最后在液晶顯示界面上該故障對(duì)應(yīng)的狀態(tài)指示燈將被點(diǎn)亮，指明具體的故障名稱。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于用于控制超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)器的“控制命令”中的選項(xiàng)自動(dòng)、整流、續(xù)流、逆變和停機(jī)，對(duì)應(yīng)的通信代碼分別是0x00，0x10，Oxl 1，0x12，0x13 ；數(shù)字信號(hào)處理器和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)收發(fā)按照通訊協(xié)議進(jìn)行，該協(xié)議約定收發(fā)的數(shù)據(jù)幀均以O(shè)xAA為數(shù)據(jù)幀頭，以0x55為數(shù)據(jù)幀尾，數(shù)字信號(hào)處理器每次向單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度為6個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)幀包括要顯示的監(jiān)控量信息和功率調(diào)節(jié)器的運(yùn)行狀態(tài)信息；單片機(jī)向數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度為1個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)幀為液晶界面上按下控制命令按鍵時(shí)按鍵對(duì)應(yīng)的控制命令代碼。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于為便于監(jiān)控系統(tǒng)和上位機(jī)之間的通訊連接，功率調(diào)節(jié)器監(jiān)控系統(tǒng)利用數(shù)字信號(hào)處理器的串行通訊口 B(SCIB)和上位機(jī)進(jìn)行通訊連接；數(shù)字信號(hào)處理器向上位機(jī)傳送功率調(diào)節(jié)器的全部運(yùn)行狀態(tài)，上位機(jī)也可向數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)送功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行控制命令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可控高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)全數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用微控制器和數(shù)字信號(hào)處理器的雙處理器形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行模式的監(jiān)控。全數(shù)字人機(jī)交互界面可顯示電網(wǎng)、超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體和功率調(diào)節(jié)器的瞬時(shí)運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)，而且當(dāng)超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)過程中發(fā)生故障時(shí)，還能將各種故障信息顯示到液晶終端界面，便于故障定位和排除。并具備可供現(xiàn)場(chǎng)人員操控的控制命令觸摸按鍵，通過觸摸按鍵即可控制功率調(diào)節(jié)器的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)支持上位機(jī)遠(yuǎn)程控制。是一種綜合考慮了超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)、電網(wǎng)、功率調(diào)節(jié)器的狀態(tài)和必要的保護(hù)技術(shù)，具有人機(jī)交互功能的智能化超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)可視化監(jiān)控系統(tǒng)，可有效保障超導(dǎo)儲(chǔ)能單元的運(yùn)行安全。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102222935SQ201110160990
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者丘明, 諸嘉慧, 郭云崢 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院