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一、OPC模件的基本功能
在火力发电厂，汽轮机数字电液调节控制系统（DEH）与锅炉、发电机及其它辅助设备配套，完成将煤中的化学能转化为蒸汽中的热能，将蒸汽中的热能转换成旋转机械能，再将旋转机械能转变为电能，并通过电网将电能输送到各种用电设备，发电厂为保证各种用电设备能正常运转，不但要连续不断地向电网输送电能，而且还要求电厂的供电品质，即频率和电压保持不变。其中超速保护模件（OPC）就是用于测量和控制发电的蒸汽轮机转速来保证频率。
其中涉及到汽轮机转速的测量,以及汽轮机转速超出后的处理和报警的OPC及AST等OPC模件的基本功能,而现在国内大部分厂家单独的OPC模件功能中未涉及到甩负荷预测（LDA）及功率-负荷不平衡保护（PLU）。
二、OPC模件中LDA功能及测试
2.1 甩负荷预测（LDA）介绍
LDA（Load Drop Anticipation）甩负荷预测是考核汽轮机调节系统动态的一个重要方法，DEH中采用了超速保护控制器OPC (Overspeed Protection Controller)和甩负荷预测器LDA (Load Drop Anticipator)两种辅助手段，在汽轮机超速或机组甩负荷时，使汽轮机转速恢复到额定值，有效抑制甩负荷后汽轮机转速飞升。
机组调节系统通常设有OPC超速保护控制，在30％负荷以下时甩负荷，转速达到103％后，OPC动作，关闭高中压调门；在大于30％负荷时，主开关跳开后甩负荷预测功能使OPC动作，转速低于103％时复位。
在保护输出使能信号使能，汽轮机发电机组带负荷超过设定值以上且延迟设定的消抖时间后信号仍保持在设定值以上时，甩负荷预测功能动作，在触发条件消失后，LDA信号将保持设定值后撤销。
2.2 LDA设计中遇到的问题
本OPC模件功率及负荷测量电路由二阶滤波电路加一片12位AD转换芯片构成， MCU通过读取AD转换芯片采集负荷值，并通过程序比较是否超过设定值，若超过设定值，输出保护信号，并点亮输出保护信号指示灯。
在测量过程中，使能LDA预测功能，当加入信号超过负荷设定值后，LDA信号灯会出现闪烁。经过测试发现，当负荷在设定值附近时，才会发生LDA信号灯闪烁。分析得出，可能是电路输入部分有干扰信号混入，出现问题。
2.2.1 硬件处理 增加了抗干扰措施，在原来的二阶滤波的基础上增加了线性光耦隔离，并在线性光耦隔离端增加了独立供电的电源，采用完全的独立电源供电，能有效减小对主测量电路的影响，且由于数字电路有非常大的高频对地干扰，非常容易对模拟 电路产生影响。在电路板制作中采用了模拟地、数字地一点接地。
2.2.2 软件处理
软件处理若使用多次采样取平均值算法即连续取多个采样值进行算术平均运算，最为简单。但若有脉冲性干扰输入，则会产生一个测量值的跳变，所以把软件算法由原来的算术平均滤波法改成中位值平均滤波法：连续采样多个数据，去掉几个最大值和几个最小值，然后计算剩余数据的算术平均值，这样不仅可以让采样平均值平滑度和灵敏度高，使其在某一数值范围附近上下波动，而且对于偶然出现的脉冲性干扰具有一定的处理能力，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差。
由于AD转换存在增益误差和偏置误差，要提高精度必须对两种误差进行补偿，理想的AD应该没有增益和偏置，因此转换的计算公式为：
Y=x*i
其中，Y为输出值，x为MCU从AD转换芯片中读取的数据，i为系数值。
但是，实际上AD是存在增益误差和偏置误差的，其转换的计算公式为：
Y=x*a+b
在校正的时候，首先输入两组已知的直流参考电流，通过读取相应的结果寄存器获取转换值，利用两组输出值便可求得AD转换芯片的校正增益和校正偏置，然后利用这两个值对通道转换数据进行补偿。如下图所示：
由图可以得到各参数之间的关系如下：
y=x*a+b
a=(yH–yL)/(xH–xL)
b=yL– xL*ma
在测量范围内选取测量最大值和测量最小值两点并进行软件校验，会极大的提高测量精度。
2.2.3 设置处理
由于采用12位AD转换芯片加上以上提及到的硬件和软件处理方法，采集负荷值的精度可以提升到0.2%以内，但其还是存在一定的测量误差范围。
假设设定30%为甩负荷动作点，由OPC模件输入负荷范围（4-20mA）,可计算其甩负荷动作点为（20 mA -4 mA）×30% + 4 mA = 8.8mA， 当负荷值达到甩负荷动作点值时，其测量值范围如下表所示。
所有模件精度都能满足设计要求，但若开启LDA使能，并用标准信号源给OPC模件输入标准8.800mA电流值时，大部分情况下LDA保护输出指示灯会出现闪烁情况，这在实际使用中是不允许出现的，经过多次实验，决定将撤销LDA保护动作由原来的触发条件消失后即撤销修改为小于负荷设定值的最大误差范围后撤销，即当测量精度为0.2%时，最大误差范围为（20mA-4mA）×0.2%=0.032mA，当负荷值由8.800mA动作点降低到8.800mA-0.032mA=8.768mA时，撤销LDA保护动作，这样可以最大限度的使OPC模件不会在LDA动作点处频繁的进行动作和撤销。
三、结语
经过上述处理过程，OPC模件的甩负荷预测功能完全可以满足设计需求。本OPC设计方案已经在数个DEH项目上得到成功运行，目前运行情况良好。
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