1. 研究目的与意义
研究背景：随着经济的快速发展，电力系统发展遇到前所未有的机遇。并且呈现快速增长的状态。电力需求更加旺盛，发展潜力巨大。但是由于我国的能源分布不均匀和电力负荷的不均匀，决定了西电东送是我国的必然选择。因为目前现阶段的用电主要靠水力发电，但是我国水力资源在地域分布上极不平衡，总体来看，西部多、东部少。随着我国三峡水电站的竣工和我国西部煤炭资源的利用和开发出现了西电东输的要求，从减少大气污染这个角度看也需要发电厂远离城市，这就造成了远距离重负荷输电的局面，由于传输系统的不稳定，也会因此浪费了很多电能。这时电力系统稳定器的发展和应用显得更为重要。另外随着电力系统发展到大电网、大机组、超高压、高度自动化的阶段以及微电子技术、计算机技术及控制技术的迅猛发展和日趋成熟，也使得电力系统稳定器的研究和设计成为一个非常活跃的领域。电力系统稳定器是一种安装在发电机自动电压调节装置上用于改善电力系统动态稳定性的附加励磁控制装置。它在励磁电压调节器中引入领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼转矩去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用，用于提高电力系统阻尼和解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。
目的意义：电力系统的稳定问题是电力系统的根本问题。电力系统发展初期，系统的结构相对简单松散，其静态稳定问题通常表现为发电机与系统之间的非周期失步。随着电力系统的不断扩大，出现了大型电力系统的互联，系统联系因此变得越来越紧密，整个电力系统也变得越来越复杂。系统的静态稳定问题由此常表现为发电机组之间的功率动态振荡，特别是在互联系统的联络线上，这种振荡的表现更为突出。由于这种振荡的频率较低，一般在0.2-2.SHz之间，因此通常称之为低频振荡。其振荡时产生的能量通过机电联系来传递，因此又称为机电振荡，表现为发电机电功率和功角的变化。低频振荡严重时会导致系统解列或失去稳定，是大型电力系统互联引起的最重要的影响系统稳定的问题之一自20世纪70年代以来，美国、日本及西欧等电力系统在运行中均发生输电线路低频功率振荡的事故，振荡严重时破坏互联系统之间的并列运行，造成联络线跳闸引发大面积停电。近十多年来，我国各大电网也相继发生了联络线低频振荡的现象所以为了解决低频振荡给电力系统带来的危害，研究电力系统稳定器是很有必要的。
2. 研究内容和预期目标
本课题研究内容：
1)电力系统低频振荡原理。
分析电力系统低频振荡产生的原因；电影响阻尼的因素及解决措施.
3. 研究的方法与步骤
研究方法：
电力系统稳定器硬件是整个励磁系统的关键，本论文的设计基于电力系统稳定器的需求和发展趋势，充分利用所选单片机集成芯片各个外接的功能，完成电力系统稳定器各模块的硬件设计。本文设计的电力系统稳定器主要包括：模拟量输入通道、开关量输入输出单元、同步测频单元、脉冲故障检测单元等。
研究步骤：
1）首先理解电力稳定器的抑制低频振荡工作原理。
2）构造出以单片为核心的稳定器的设计结构图。
1先了解所用单片机的基本结构和功能。
2模拟量输入通道的设计：设计多个负载电路参数信号--电信号转换电路，也就是AD转换模块。本文所设计的电力系统稳定器所要输入的模拟信号包括：发电机机端电压、机端电流、励磁电压、励磁电流、电网电压等。
3开关量输入输出通道的设计：它的主要任务就是让单片机能够获取现场的各种开关状态，以便进行分析判断，并输出相应的开关信号去控制指示灯、继电器及发出报警等。
4同步检测电路以及故障检测电路的设计：同步检测由滤波电路、比较电路、高速光电隔离器件等元件组成。采用了低通滤波电路对输入的同步电压信号进行滤波。而故障检测单元采用了脉冲故障检测单元来检测晶闸管触发脉冲的丢失情况。
5传感器模块安装及测试。
3）进行软件部分的总体设计
1主程序模块设计及流程图如下：
| 开始 |
| 系统初始化 |
| 开中断 |
| 控制调节模块 |
| 限制保护模块 |
| 等待中断 |
| 清除看门狗 |
| 结束 |
2最后进行编写软件流程及程序代码。
4. 参考文献
[1]王兆安、刘进军主编 电力电子技术 北京 机械工业出版社 2009
[2]陈建明主编 电气控制与plc应用 北京电子工业出版社 2014
[3]张洪润,孙悦等著.单片机原理及应用.清华大学出版社.2008
5. 计划与进度安排
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| 指导教师意见： |
