基于双DSP硬件架构的固态开关控制系统设计

由表1可见，改进d-q坐标变换算法监测速度较快，但无法检测出单相小幅跌落故障。单相电压跌落检测算法速度较慢，但检测全面，且算法实现较为简单。

3 SSTS控制系统总体设计
SSTS控制系统的主要功能为监测系统电能质量状态，当系统发生欠压、过流、过温等故障时，触发“切换过程”。此处将分别对测量需求和控制需求进行分析。
3．1 测量需求分析及传感器配置方案
由系统仿真可知，切换过程需实时考察切换时刻系统电流是否过零及电流方向。晶闸管电流过零判断要求系统能精确监测几百毫安的晶闸管维持电流。而过流监测则要求系统能检测几百至上千安的故障电流。由于测量动态范围极大，普通电流传感器无法达到要求。这里采用两级电流传感器来实现全范围的电流精确测量。第1级量程范围大，用于监测系统过流故障；第2级主要用于监测电流是否过零及零点附近的电流方向。
为避免容性负载接入对系统造成电流冲击，切换过程还应考察待投入电源支路晶闸管两端电压，以保证容性负载的零电压投切。综上所述，对于三相中高压SSTS系统，需要对主、备用侧电源的三相电压、三相1级电流、三相2级电流、开关两端电压等24路电网参量进行实时采样。
3．2 系统功能解析与架构
根据以上分析，将系统功能按照响应速度以及功能耦合关系进行解析，可得到图4所示的系统功能关系图。

由图4可知，系统需要实现多达24路的模拟信号采样和处理。若采用单处理器，则对处理器运算性能、定时器及中断资源要求较高。程序量大，中断嵌套复杂，影响系统的实时性和可靠性。考虑到状态监测模块与切换控制模块之间重要的传递参数只有6个，数量少，因此可由两个较低性能的处理器分别实现电能质量监测和切换控制功能。24路电网参量根据其与功能模块的耦合关系分别由不同处理器处理，即主、备用侧电源相电压、三相大电流(1级电流传感器)接入状态监测DSP；晶闸管电压、三相小电流(2级电流传感器)与切换控制功能耦合紧密，因此接入切换控制DSP。控制系统结构如图5所示。