基于雙DSP硬件架構的固態(tài)開關控制系統(tǒng)設計

由表1可見，改進d-q坐標變換算法監(jiān)測速度較快，但無法檢測出單相小幅跌落故障。單相電壓跌落檢測算法速度較慢，但檢測全面，且算法實現(xiàn)較為簡單。

3 SSTS控制系統(tǒng)總體設計
SSTS控制系統(tǒng)的主要功能為監(jiān)測系統(tǒng)電能質量狀態(tài)，當系統(tǒng)發(fā)生欠壓、過流、過溫等故障時，觸發(fā)“切換過程”。此處將分別對測量需求和控制需求進行分析。
3．1 測量需求分析及傳感器配置方案
由系統(tǒng)仿真可知，切換過程需實時考察切換時刻系統(tǒng)電流是否過零及電流方向。晶閘管電流過零判斷要求系統(tǒng)能精確監(jiān)測幾百毫安的晶閘管維持電流。而過流監(jiān)測則要求系統(tǒng)能檢測幾百至上千安的故障電流。由于測量動態(tài)范圍極大，普通電流傳感器無法達到要求。這里采用兩級電流傳感器來實現(xiàn)全范圍的電流精確測量。第1級量程范圍大，用于監(jiān)測系統(tǒng)過流故障；第2級主要用于監(jiān)測電流是否過零及零點附近的電流方向。
為避免容性負載接入對系統(tǒng)造成電流沖擊，切換過程還應考察待投入電源支路晶閘管兩端電壓，以保證容性負載的零電壓投切。綜上所述，對于三相中高壓SSTS系統(tǒng)，需要對主、備用側電源的三相電壓、三相1級電流、三相2級電流、開關兩端電壓等24路電網(wǎng)參量進行實時采樣。
3．2 系統(tǒng)功能解析與架構
根據(jù)以上分析，將系統(tǒng)功能按照響應速度以及功能耦合關系進行解析，可得到圖4所示的系統(tǒng)功能關系圖。

由圖4可知，系統(tǒng)需要實現(xiàn)多達24路的模擬信號采樣和處理。若采用單處理器，則對處理器運算性能、定時器及中斷資源要求較高。程序量大，中斷嵌套復雜，影響系統(tǒng)的實時性和可靠性?？紤]到狀態(tài)監(jiān)測模塊與切換控制模塊之間重要的傳遞參數(shù)只有6個，數(shù)量少，因此可由兩個較低性能的處理器分別實現(xiàn)電能質量監(jiān)測和切換控制功能。24路電網(wǎng)參量根據(jù)其與功能模塊的耦合關系分別由不同處理器處理，即主、備用側電源相電壓、三相大電流(1級電流傳感器)接入狀態(tài)監(jiān)測DSP；晶閘管電壓、三相小電流(2級電流傳感器)與切換控制功能耦合緊密，因此接入切換控制DSP。控制系統(tǒng)結構如圖5所示。