动态无功采集装置在风电场中的应用

张海涛　殷其辉　王敏

摘要：基于PC104工控机和FPGA的动态无功采集装置采集风电场并网点和无功补偿设备的电流电压信号，在PC104和FPGA协同下，把采集的信号分析处理后传输到综控中心，为综控中心提供可靠、客观的数据。该采集装置已经在多个风力发电场中成功应用。

关键词：动态无功采集装置；同步采集；PC104；FPGA；风电场；综控中心 文献标识码：A

中图分类号：TM714 文章编号：1009-2374（2015）27-0069-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.036

电力系统的无功补偿和平衡是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。由于大规模风电场接入电网，其无功补偿对局部电网电压的调节作用非常重要。对于风电场来说，动态无功补偿装置作为调节风电场无功平衡的最主要的电气设备，对它运行状态能否及时、有效、准确的监控和测量则显得尤为重要。动态无功采集装置采用PC104+FPGA方案，数据采集用FPGA和高速同步AD来实现，通过PCI总线与PC104实现双向数据通信，在PC104上进行高速数据分析处理。该装置监测电网接入点和无功补偿设备的三相基波电压、电流，分析无功补偿设备的运行状态，把运行数据传输到综控中心，具有较强的实用性，已在多个风电场成功应用。

1 采集系统总体设计

采集卡选用PCI总线，以保证采集卡与主机间海量数据高速传输的可靠性。采用控制芯片PCI9054与PCI总线连接，该芯片符合PCI规范2.2版本，支持三种数据传输模式。采集卡的核心处理器件是FPGA，数据的实时采集由它控制完成。FPGA选用EPlC6Q240C8芯片，内嵌锁相环，拥有充足的RAM单元，可以开辟较大的FIFO空间。……