12-机组自动发电控制系统设计.doc

辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 电力系统自动化电力系统自动化 课程设计 论文 课程设计 论文 题目 题目 机组自动发电控制系统设计 机组自动发电控制系统设计 4 4 院 系 院 系 电气工程学院电气工程学院 专业班级 专业班级 电气电气095095 学学 号 号 090303132090303132 学生姓名 学生姓名 田贵宝田贵宝 指导教师 指导教师 起止时间 起止时间 2012 12 312012 12 31 2013 01 112013 01 11 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 I 课程设计 论文 任务及评语课程设计 论文 任务及评语 院 系 电气工程学院 教研室 电气工程及其自动化 注 成绩 平时20 论文质量60 答辩20 以百分制计算 学 号090303132学生姓名田贵宝专业班级电气095 课程设计 题目 机组自动发电控制系统设计 4 课程设计 论文 任务 基本参数 1 发电厂有三机组 一号机组功率为 170MW 二号机组功率为 220MW 三号机 组功率为 150MW 功率因数均为 0 85 2 有功功率调差系数为 0 1 3 负荷频率调节效应系数 有功功率 为 2 4 各发电机均以 90 负荷运行 设计要求 1 阐述发电机有功频率调节的基本原理 2 系统负荷一定和变化时 分析机组有功功率调差系数和负荷频率调节效应系 数对功率分配的影响 推导有功功率分配的公式 3 确定合适的方案 使负荷变化时 机组的有功功率按各自的额定功率合理分 配 4 采用单片机 设计某台机组的自动发电控制系统 实现机组功率的合理分配 5 对设计进行分析总结 进度计划 1 布置任务 查阅资料 理解掌握系统设计要求 1 天 2 阐述发电机有功频率调节和自动发电的基本原理和实现方法 1 天 3 推导有功功率分配的公式 确定机组有功功率分配方案 2 天 4 自动发电控制系统总体方案设计 1 天 5 系统硬件电路设计 2 天 6 系统软件设计 2 天 7 撰写 打印设计说明书 1天 指导教师评语及成绩 平时 论文质量 答辩 总成绩 指导教师签字 年 月 日 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 II 摘 要 电力系统自动发电控制的实施是一项复杂的系统工程 在一个大型电力系统 中 自动发电控制的实施涉及到几十个 乃至上百个单位的协作 在专业技术的 跨度上 则涉及调度 运行方式 通信 自动化 热工 汽机 锅炉 水工等专 业 即使是在技术条件基本具备的情况下 自动发电控制的实施从起步到比较完 善 也要经过几年时间的努力才能完成 因此 一个大型电力系统 特别是互联 电力系统 自动发电控制的实施 应该制定实施规划 明确总体目标和实施步骤 研究技术原则和技术经济政策 对发电资源的利用进行优化组合 对发电机组 信息系统等的技术改造做出安排 电力系统自动发电控制实施规划是开展自动发电控制工作的纲领性文件 通 过制定规划和实施规划 有助于在互联电力系统中对这项工作的开展统一思想 统一政策 统一步调 经济 高效地实现预定目标 华东电力系统的成功实践充 分证明了自动发电控制实施规划的作用 关键词 电力系统 自动化 发电机 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 III 目 录 第 1 章 绪论 1 1 1 自动发电控制概述 1 1 2 本文主要内容 1 第 2 章 机组并联运行有功功率分配计算 3 2 1 机组有功功率频率控制及自动发电的基本原理 3 2 2 单台机组有功控制的基本方法 6 2 3 负荷变化时的功率分配计算 6 第 3 章 自动发电系统硬件设计 9 3 1 自动发电系统功能 9 3 2 自动发电总体设计方案 9 3 3 单片机最小系统设计 10 3 3 1 89C51 单片机引脚功能 10 3 3 2 复位电路设计 11 3 3 3 时钟电路设计 12 3 3 1 直流稳压电源设计 12 3 3 2 单片机最小系统 13 3 4 输入输出接口设计 13 第 4 章 自动发电系统软件设计 15 4 1 软件实现功能综述 15 4 2 主程序流程图设计 15 4 3 程序清单 17 第 5 章 课程设计总结 19 参考文献 20 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 1 第 1 章 绪论 1 1 自动发电控制概述 自动发电控制是并网发电厂提供的有偿辅助服务之一 发电机组在规定的出 力调整范围内 跟踪电力调度交易机构下发的指令 按照一定调节速率实时调整 发电出力 以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务 或者说 自动发电 控制 AGC 对电网部分机组出力进行二次调整 以满足控制目标要求 其基本功能为 负荷频率控制 LFC 经济调度控制 EDC 备用容量监视 RM AGC 性能 监视 AGC PM 联络线偏差控制 TBC 等 以达到其基本的目标 保证发电 出力与负荷平衡 保证系统频率为额定值 使净区域联络线潮流与计划相等 最 小区域化运行成本 自动发电控制着重解决电力系统在运行中的频率调节和负荷分配问题 以及 与相邻电力系统间按计划进行功率交换 电力系统的供电频率是系统正常运行的 主要参数之一 系统电源的总输出功率与包括电力负荷在内的功率消耗相平衡时 供电频率保持恒定 若总输出功率与总功率消耗之间失去平衡时 频率就发生波动 严 重时会出现频率崩溃 电力系统的负荷是不断变化的 这种变化有时会引起系统 功率不平衡 导致频率波动 要保证电能的质量 就必须对电力系统频率进行监 视和调整 当频率偏离额定值后 调节发电机的出力以使电力系统的有功功率达 到新的平衡 从而使频率能维持在允许范围之内 所以 自动发电控制是通过对 供电频率的监测 调整实现的 一个大电力系统是由几个区域电力系统通过联络线互联构成 各区域电 力系统按预定计划进行功率交换 每一个区域电力系统的负荷 线路损耗与联络 线净交换功率之和必须与该地区的发电出力相等 1 2 本文主要内容 电力系统自动发电控制的实施是一项复杂的系统工程 在一个大型电力系统 中 自动发电控制的实施涉及到几十个 乃至上百个单位的协作 在专业技术的 跨度上 则涉及调度 运行方式 通信 自动化 热工 汽机 锅炉 水工等专 业 即使是在技术条件基本具备的情况下 自动发电控制的实施从起步到比较完 善 也要经过几年时间的努力才能完成 因此 一个大型电力系统 特别是互联 电力系统 自动发电控制的实施 应该制定实施规划 明确总体目标和实施步骤 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 2 研究技术原则和技术经济政策 对发电资源的利用进行优化组合 对发电机组 信息系统等的技术改造作出安排 电力系统自动发电控制实施规划是开展自动发电控制工作的纲领性文件 通 过制定规划和实施规划 有助于在互联电力系统中对这项工作的开展统一思想 统一政策 统一步调 经济 高效地实现预定目标 华东电力系统的成功实践充 分证明了自动发电控制实施规划的作用 自动发电控制着重解决电力系统在运行中的频率调节和负荷分配问题 以及 与相邻电力系统间按计划进行功率交换 因此本次课程设计主要针对发电厂机组 自动发电控制系统进行设计 首先对机组的有功功率频率特性进行系统研究 阐 述自动发电控制的基本原理 功能与实现方法 最后 采用单片机 设计某台机 组的自动发电控制系统 实现机组功率的合理分配 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 3 第 2 章 机组并联运行有功功率分配计算 2 1 机组有功功率频率控制及自动发电的基本原理 频率是衡量电能质量的重要指标 频率质量的下降不仅影响用户的用电质量 同时对电力系统本身影响也很大 严重时可造成系统崩溃 为保证用户和电厂的 正常运行和安全 我们需要进行频率调整与控制 使得系统的频率波动不超过 0 2HZ 根据符合变动的不同特点 可将调整划归为一次调节和二次调节及互 联系统的频率调节 在这里着重分析前两种调整的原理和方法 电力系统频率的一次调节是指利用系统固有的负荷频率特性 以及发电机的 调速器作用 来阻止系统频率偏离标准的调节方式 1 其原理如下 当电力系统中原动机功率或负荷功率发生变化时 必然 引起电力系统频率的变化 此时 存储在系统负荷的电磁场和旋转质量 如电动 机 照明镇流器等 中的能量会发生变化 以阻止系统频率的变化 即当系统频 率下降时 系统负荷减少 当系统频率上升时 系统负荷会增加 这称为系统负 荷的惯性作用 它用负荷的频率调节效应系数 又称为系统负荷阻尼常数 D 来 表示 2 HzMwfPD 1 系统负荷阻尼常数 D 常用标幺值来表示 其典型值为 1 2 D 2 意味着 1 的频率变化会引起系统负荷 2 的变化 2 其作用 当电力系统频率发生变化时 系统中所有的发电机转速即发 生变化 如转速的变化超出发电机组规定的不灵敏去 该发电机的调速器就会动 作 改变其原动机的阀门位置 调整原动机的功率 以求改善原动机功率或负荷 功率的不平衡状况 即当系统频率下降时 发电机的蒸汽阀门或进水阀门的开度 就会增大 增加原动机的功率 当系统频率上升时 发电机的蒸汽阀门或进水阀 门的开度就减少 减少原动机的功率 发电机调速器的这种特性称为机组的调差 特性 它用调差率 R 来表示 2 RO NNNR 2 式中 表示无载静态转速 主阀在无载位置 O N 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 4 表示满载静态转速 主阀全开 N 表示额定转速 R N 调差率 R 的实际含义是 如 R 5 则系统频率变化 5 将引起主阀位置变 化 100 3 特点 第一 响应速度快 一般在在 10s 第二 作用时间短暂 一般 在 0 5 到 2 分钟不等 第三 一次调节是有差调节 所有机组的调整只与一个变 量有关 机组之间互相影响小 但无法实现无差调整 电力系统的二次调节 由于发电机组一次调节实行的是频率有差调节 因此 早期的频率二次调节 是通过控制调速系统的同步电机 改变发电机组的调差特 性曲线的位置 实现频率的无差调整 但未实现对火力发电机组的燃烧系统的控 制 为使原动机的功率与负荷功率保持平衡 需要依靠人工调整原动机功率的基 准值 达到改变原动机功率的目的 随着科学技术的进步 火力发电机组普遍采 用了协调的控制系统 由自动控制来 代替人工进行此类操作 在现代化电力系 统中 各控制区则采用集中的计算机控制 这就是电力系统频率的二次调节 即 自动发电控制 AGC 1 其作用 第一 响应时间较慢 能有效地调整分钟级及更长周期的负荷 波动 第二 实现频率的无差调整 2 特点 第一 采用的调整方式对系统频率是无差的 第二 响应比较 慢 一般需要 1 2 分钟 第三 对机组管理往往是比例分配 是发电机组偏离经 济运行点 综上所述保证输电系统的频率对于单个用户和发电厂都有重要的意义 电力 系统的稳定和安全需要频率的一次调整和二次调整 一次调整靠调速器完成 二 次调整由系统中的调频机组实现 通过调频器控制 既可为有差调节 也可以做 到无差调节 选择的调频厂有主调频厂和辅助调频厂之分并且满足 第一 具有 足够的容量 第二 具有较快的调整速度 第三 调整范围内的经济性好 对于具有多个联络点和发电机组的实际电力系统 则 AGC 将变为包含许多 并联发电机组控制回路的形式 如图 2 1 所示 其内部控制回路和外部控制回路 的基本结构并未改变 G1 G2 G3 为发电机组 AGC 称为区域内控制误差 用 来根据系统频率偏差以及输电线路功率偏差来确定控制信号 负荷分配器根据输 入的控制信号大小并且根据等微增率准则或其他原则来控制各台发电机输出功率 的大小 自动发电控制系统包括两大部分 1 负荷分配器 根据电力系统频率和其他有关测量信号 按照一定的调 节控制准则确定各发电机组的最佳设定输出功率 2 发电机组控制器 根据负荷分配器所确定的各发电机组最佳输出功率 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 5 控制调速器的调节特性 使发电机组在电力系统额定频率下所发出的实际功率与 设定的输出功率相一致 N1 S N2 S N3 S 电 力 系 统 负荷分配器 区域控制误差 ACE K S G1 G2 G3 P f PG3 PG1 PG2 PC3 PC2 PC1 图 2 1 具有多台发电机的 AGC 系统 自动发电控制系统中的负荷分配配齐使根据所测量的发电机实际输出功率和 频率偏差等信号按照一定的准则分配各台发电机组输出功率 决定各台发电机组 设定的功率的负荷分配器 目前广泛采用以 基点经济功率 和 分配系 ci P bi P 数 来表示每台发电机组的输出功率的方法 即每台发电机组的设定调整功率 i 按以下公式分配 2 11 n i n i biGiibici PAGCPPP 3 式中 各台发电机组的设定调整功率 ci P 各台发电机的基点经济功率 bi P 每台发电机的实际输出功率 Gi P 分配系数 i 也就是说 系统各台发电机组的设定功率 取决于系统发电机组总的实际输出 和每日台发电机组的基点经济功率 以及系统频率偏差和功率偏差 AEC Gi P bi P 偏差越大 各大电机组的设定调整功率的变动就越大 当频率偏差和功率偏差趋 于零时 AGC 系统发电机组总的设定调整功率就与发电机总的实际输出功率相等 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 6 分配到每台发电机组的设定功率值则有分配系数来决定 这种方法把自动调频 i 与经济功率分配联系起来了 其中和的值可以在每次经济分配计算时加以 bi P i 修正 2 2 单台机组有功控制的基本方法 最简单的 AGC 系统的结构如图 2 2 所示 它是具有一台发电机组和联络的 AGC 系统 图中为输电线路功率的整定值 为系统频率整定值 P 为触电线路功率的 zd P zd f 实际值 f 为系统频率的实际值 为频率修正系数 K S 为外部控制回路 用 f B 来根据电力系统频率偏差和输电线路上的功率偏差来确定输出控制信号 为系 c P 统要求调整的控制信号功率 N S 为内部控制回路 用来控制调整调速器阀门开 度 以达到所需要的输出功率 机组调速器 输电线路 N S K S Bf 电力 系 统 fzd Pzd AGC 系统 P PG Pc 图 2 2 单台发电机组的 AGC 系统 2 3 负荷变化时的功率分配计算 按照所给 1 发电厂有三机组 一号机组功率为 170MW 二号机组功率为 220MW 三 号机组功率为 150MW 功率因数均为 0 85 2 有功功率调差系数为 0 1 3 负荷频率调节效应系数 有功功率 为 2 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 7 4 各发电机均以 90 负荷运行 系统负荷增加时 经过频率的一次调整 频率由降为 由发电机组的静 e f l f 态调节公式 2 4 0 fPG 因此可得出 2 1 2 2 1 P P 5 表明并列运行的发电机组之间的功率分配与调差系数成发比关系 标幺值 与 单位调节功率成正比 实际并联运行的发电机组的调速器均为有差调节 由其共 同承担负荷的波动 假设系统由 n 台机组运行 则连理调解方程式 1 有铭值 2 1 0nifPGi i 2 n i i n i GiG fPP 11 1 6 按照调差系数的定义 可定义等效发电机组的调差系数为 2 7 n i i G G P f 1 1 1 等效发电机组的单位调节功率为 2 8 n i Gi n i GG G KK 11 1 1 这样系统的三台发电机组同样可以当做单独一台发电机对待 满足调节公式 同时 考虑负荷调节效应后 全系统负荷的变化量为 2 9 fKKfKPPP LGGLGL 系统的调节功率 2 10 LG L S KK f P K 物理意义 表示全系统的频率没变化 1Hz 时 其调节的负荷有功功率大小 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 8 2 标幺值 由于标幺值的基准是不一致的 故采用标幺值要涉及基准值的转换 发电机组 以自身的额定容量为 Ge P 负荷 以额定负荷容量为基准 Le P 全系统 以负荷额定容量为基准 Le P 等效发电机组的单位调节功率 2 11 n i Ge Gei Gi G G P P K f P K 1 系统单位调节功率 2 12 LrG L S KKK f P K 其中称为系统热备用系数 表示系统的备用的发电容量的多少 这样采 Le Ge r P P K 用系统的单位调节功率 可以算出发电出力以及负荷调节效应后的实际功率 根据任务书给的参数可进行以下计算 由此得到 P P1 P2 P3 170 220 150 540 MW 将标幺值化为有名值 等效发电机的单位调节功率为 108 501 0 540 HzMW f P K e G 假设系统的额定负荷为 500MW 荷的调节效应系数为 2050 2500 HzMWfKPK eLLeL 当负荷增加 200MW 时 频率变化量为 176 1 20150 200 HzKKPf LG 系统频率为 823 48176 1 50Hzfff e 等效发电机组发出的功率增加量为 4 176150176 1 MWKfP GG 系统的实际负荷为 4 676 4 176500MWPPP GLeL 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 9 第 3 章 自动发电系统硬件设计 3 1 自动发电系统功能 自动发电控制 AGC 就是通过监视电厂出力和系统负荷之间的差异 来控 制调频机组的出力 以满足不断变化的用户电力需要 达到电能的发供平衡 并 且使整个系统处于经济的运行状态 在联合电力系统中 AGC 是以区域系统为单 位 AGC 能实现机组出力的自动调节 是电力调度 EMS 系统中最重要的控制功能 在正常的系统运行状态下 AGC 的基本功能是 1 使发电机组自动跟踪电力系统负荷变化 2 响应负荷和发电的随机变化 维持电力系统频率为额定值 50Hz 3 在各区域间分配系统发电功率 维持区域间净交换功率为计划值 4 对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率 5 监视和调整备用容量 满足电力系统安全要求 3 2 自动发电总体设计方案 发电机组 AT89C51 AGC时钟电路 复位电路 SCADA 实时信息 A D D A 图 3 1 自动发电原理图 自动发电控制系统是建立在 SCADA 系统之上 且与网络分析等应用软件有着 密切关系的独立的控制系统 为实现完整的自动发电控制系统 需要建立一套与 之相适应的数据库管理系统来实现其各种功能 自动发电控制系统的数据库是能 量管理级应用软件的共用数据库 它包括实时发电控制 机组发电计划 机组组 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 10 合 联络线交易计划 燃料计划 检修计划等 当 SCADA 传来负荷改变的实时信息时 经过 A D 转换器 将信号传给单片 机 89C51 然后单片机 89C51 经过程序 将信号经过 D A 转换器传给 AGC 最 后通过 AGC 区域控制模块 将区域控制设定功率与区域当前的发电功率相比较 按照 AGC 程序设定的控制参数 重新分配各电厂控制器的目标功率 3 3 单片机最小系统设计 3 3 1 89C51 单片机引脚功能 1 XTAL1 接外部晶体和微调电容的一端 在 89C51 片内 它是振荡电 路反向放大器的输入端及内部时钟发生器的输入端 振荡电路的频率就是晶体的 固有频率 当采用外部振荡器是次引脚输入外部时钟脉冲 2 XTAL2 解外部晶体和微调电容的另一端 在 89C51 片内 它是振荡 电路反向放大器的输出端 在采用外部振荡器时此引脚应悬浮 通过示波器查看 XTAL2 端是否有脉冲信号输出 可以确认 89C51 的振荡电路是否正常工作 3 RST 复位信号输入端 高电平有效 当振荡器工作时 在此引脚上出 现两个机器周期一上的高电平 就可以使单片机复位 4 ALE 地址锁存允许信号 ALE 锁存 P0 口传送的低 8 位地址 PROG 信号 实现低 8 位地址与数据的分离 5 外部程序存储器的读选通信号 当 89C51 由外部程序存储器 PESN 取指令 或常数 时 每个机器周期内两次有效输出 PESN 6 VPP 内 外 ROM 选择端 当端接高电平时 CPU 访问并执 EAEA 行内部 ROM 的指令 但当 PC 值超过 4KB 时 将自动转去执行外部 ROM 中的 程序 但 端接低电平时 CPU 只访问外部 ROM 中的指令 7 P0 口 双向 8 位三态 I O 口 在访问外部存储器时 可分时用做低 8 位地址线和 8 位数据线 无上拉电阻 能驱动 8 个 LSTTL 门电路 P1 口 8 位双向 I O 口 用做普通 I O 口 有上拉电阻 能驱动 4 个 LSTTL 门电路 P2 口 8 位双向 I O 口 做高 8 位地址线 有上拉电阻 能驱动 4 个 LSTTL 门电路 P3 口 8 位双向 I O 口 具有第二功能 有上拉电阻 能驱动 4 个 LSTTL 门电路 89C51 单片机的引脚图 40 脚双列直插封装 如下图 EA 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 11 图 3 2 89C51 单片机的引脚图 3 3 2 复位电路设计 复位电路是使单片机的 CPU 或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态 并从这上状态开始工作 除了进入系统的正常初始化之外 当由于程序运行出现 错误或操作错误使系统处于死锁状态时 为了摆脱困境 也需 按复位电路以重 新启动 复位电路包括上电复位 按键电平复位 按键脉冲复位 本设计中采用按键 电平复位 按键电平复位是通过是复位端经过电阻与 VCC 电源接通而实现的 如下图 S1 SW PB C1 22uF R2 1K R1 200 VCC Vcc RESET Vss 图 3 3 按键电平复位电路 复位信号及其产生 RST 引脚是复位信号的输入端 复位信号时高电平有效 其有效时间持续 24 个振荡脉冲周期 即 2 个机器周期 以上 若使用频率为 12MHz 的晶振 则复位信号持续时间应超过 2us 才能完成复位操作 整个复位电 路包括片内外两部分 外部电路产生的复位电路送施密特触发器 再由片内复位 电路在每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触发器的输出进行采样 然后才得到 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 12 内部复位操作所需要的信号 3 3 3 时钟电路设计 时钟电路由一个晶体振荡器 12MHZ和两个 33pF 的瓷片电容组成 时钟电路 产生单片机工作所需要的时钟信号 而时序所研究的是指令执行中各信号之间的 相互关系 单片机本身就如一个复杂的同步时序电路 为了保证同步工作方式的 实现 电路应在唯一的时钟信号控制下严格工作 单片机芯片内部有一个高增益反相放大器 其输入端为芯片引脚 XTAL1 输 出端为引脚 XTAL2 在芯片外部通过两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容 形成 反馈电路 就构成了一个稳定的自激振荡器 如下图 C1 33uF C2 33uF 令令 12MHz XTAL2 XTAL1 图 3 4 时钟电路 3 3 1 直流稳压电源设计 T1 1 2 3 4 D1 C1 3300uF C2 100uF C3 100uF C4 100uF w7805 VinVout 1 2 3 GN D 图 3 5 直流稳压电源 电源电路设计的要求是将 220V 交流电转化为 5V 的直流电 如下图所示变 压器将 220V 交流电变换成 12V 交流电 经过整流桥又变换为 12V 的直流电 三 断集成稳压器 W7805 的作用是将 12V 的直流电转化成 5V 的直流电 图中的 4 个 电容是滤波电容 集成串联型稳压电路有三个脚 分别为输入端 输出端和公共端 因此称为 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 13 三端稳压器 按功能分为固定式和可调节式稳压电路 前者输出地电压不能进行 调节 为固定值 后者可通过外接元件使输出电压得到很宽的调节范围 本设计 中使用的 W7805 三端稳压器为固定式稳压器 型号最后两位数为输出电压值 所 以 W7805 的输出电压为 5V 三端稳压电器具有体积小 重量轻 性能好 成本低 可靠性好和使用方便 等特点 当输出电压 U0 因某种原因 如电网电压的波动和负载的变化 而增大时 内部比较放大电路的反相器输入端电位随之升高 使得放大电路输出端电位下降 使得 U0 随之减小 当输出电压减小时 各部分的变化与上述过程相反 因而能 够得到稳定的输出电压 3 3 2 单片机最小系统 单片机最小系统图如下 P1 0 1 P1 1 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 RE SE T 9 P3 0 10 P3 2 12 P3 3 13 P3 4 14 P3 5 15 P3 6 16 P3 7 17 XT AL 2 18 XT AL 1 19 VSS 20 P2 0 21 P2 1 22 P2 2 23 P2 3 24 P2 4 25 P2 5 26 P2 6 27 P2 7 28 PSEN 29 AL E PROG 30 EA VPP 31 P0 7 32 P0 6 33 P0 5 34 P0 4 35 P0 3 36 P0 2 37 P0 1 38 P0 0 39 VCC 40 P1 7 8 P3 1 11 AT 89C51 C1 C2 XT AL 2 XT AL 1 R1 200 R2 1K C 22uF RE SE T VCC VCC RE SE T VSS 图 3 6 单片机最小系统 3 4 输入输出接口设计 如下图所示 为输入输出接口原理图 SCADA 实时监测发电机组的运行状态 不断地向单片机 89C51 发送信号 当发电机组运行状态改变时 SCADA 发送改 变信号 单片机接受信号并且辨别信号的内容 经过程序辨别后向 AGC 发出执 行指令类别信号 再由 AGC 向发电机组发送改变运行状态的指令 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 14 图 3 7 输入输处接口图 C2 33uF C3 33uF Y1 12MHz SW PB C1 22uF R1 200 R2 1k V CC GND GND RD WR P2 6 P0 0 32 P1 2 37 P1 1 38 P1 0 39 ALE 30 EA 31 89C51 V CC 40 RESET 9 V SS 20 X T AL2 18 X T AL1 19 AGC SCADA 89C51 令令1 令令2 令令3 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 论文 15 第 4 章 自动发电系统软件设计 4 1 软件实现功能综述 当发电机组 1 的负荷改变时 SCADA 经过 A D 向单片机 89C51 发一个信号 89C51 经过程序然后通过 P1 0 通道经过 D A 向 AGC 发送执行指令 AGC 再向发 电机组发送执行指令 当发电机组 2 的负荷改变时 SCADA 经过 A D 向单片机 89C51 发一个信号 单片机通过 P1 1 向 AGC 发执行指令 AGC 在向发电机组发 出调节的指令 同理 在发电机组 3 的负荷改变时 SCADA 向单片机发信号 单 片机经过 P1 2 向 AGC 发送信号 AGC 向发电机组调节指令 4 2 主程序流程图设计 当单片机接受到频率信号时 通过程序先识别频率是否改变 如果频率没有 改变 说明发电机组中的负荷没有发生改变 如果频率发生了改变 程序再继续 识别是否是发电机组 1 负荷发生了改变 如果是 则执行指令 1 改变发电机组 1 的运行状态 如果不是发电机组 1 则在继续识别 如果是发电机组 2 负荷发生 了改变 则执行指令 2 改变发电机组 2 的运行状态 如果也不是发电机组 2 则 判断是否发电机组 3 的负荷发生了改变 如果是则执行指令 3 来改变发电机组 3 的运行状态 如果也不是发电机组 3 负荷发生了改变 则程序结束 主程序流程 图如下图所示 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设