多CPU架构的UPFC控制与保护系统设计与实验验证

本文主要探讨了基于多CPU的统一潮流控制器（UPFC）控制与保护系统的设计。UPFC是一种先进的电力系统控制设备，它能够同时实现无功功率补偿、有功功率调节以及电压控制等功能，对电力系统的稳定性和效率提升具有重要作用。 首先，文章从UPFC的基本原理出发，阐述了其在电力网络中的核心作用，即通过灵活调整潮流，优化电力系统的运行性能。UPFC通常包括若干功能模块，如电压源转换器（VSC）、直流环节和交流滤波器等。 在实验装置的设计上，作者提出了一种创新的多CPU硬件架构。这个结构将控制与保护系统划分为三个关键部分：监测单元负责实时数据采集；录波单元用于记录和分析电网状态；控制保护单元则负责处理控制算法和故障响应。每个单元内部都配备了独立的CPU（Digital Signal Processor，DSP），确保了系统的高效运行和任务专一化。通过双口RAM交换接口，这些模块之间实现了数据共享和同步，而ISA总线作为连接纽带，保证了整个系统的实时性、可靠性和开放性。 各个功能模块的设计中，详细描述了如何利用DSP的强大计算能力来处理复杂的控制算法，如最优控制策略和自适应控制，以实现对电力系统动态变化的快速反应。通过模拟实验验证，这种多CPU的架构显著提高了系统的性能，并且在实际运行中表现出良好的鲁棒性和稳定性。 此外，文章还强调了该设计对于其他柔性交流输电装置控制与保护系统设计的参考价值，表明了通用性和可扩展性。通过采用多CPU技术，不仅可以降低单点故障的风险，还能方便地进行未来的升级和维护。 总结来说，这篇论文深入研究了UPFC控制与保护系统的设计细节，尤其是如何通过多CPU架构来提升系统的性能和可靠性，为电力系统控制技术的发展提供了有价值的设计思路和技术支持。