新型航改燃机发电控制器设计与实现

摘要

随着世界能源的消耗殆尽和环境的不断恶化，节能与减排成为21世纪社会发展的两大主题。作为一种科学的利用能源，高效、环保的供能方式，航改燃机（以下简称航机）发电越来越受到人们的重视。我国对环境污染和能源的合理利用非常重视，出台了一系列积极的政策，可见，航机发电具有广阔的市场前景。然而，我国的航机发电控制技术非常落后，其核心的控制系统被国外大公司垄断，严重制约了航机发电在我国的发展和应用。因此，研发一款先进的航机发电控制器对我国的航机发电发展具有重大的意义。
　　 本文主要完成了航机发电控制器的设计和实现。首先介绍了GE、SIEMENS公司代表产品的硬件结构、特点，对比分析了电子科大自动化研究所研发的第一代航机发电控制器GTC-XZ03V1的优点和不足，为新一代航机发电控制器的研发提供了理论依据。在此基础上，结合航机电站现场的特点，本文对航机控制器整体结构、平台的选择、模块构成、模块的功能、模块间的通信策略进行了原理性的分析和功能设计。然后，针对控制器各模块的内部功能电路进行了详细的设计与实现，包括数字量输入输出电路、模拟量输入、PWM输出、PT100测温电路、高速输入电路、通信电路等，并完成了FPGA程序的设计，同时详细讨论了航机发电控制器的EMC设计。最后，完成了控制器的功能测试、EMC测试等实验室内部调试，并到延安电站现场完成了现场调试。调试结果表明，本文设计的航机发电控制器满足现场电站的要求，现在，电站三台机组已全部正常发电。