智能變電站嵌入式一體化平臺(tái)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光電互感器技術(shù)、數(shù)字化保護(hù)技術(shù)的快速發(fā)展、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，智能變電站已成為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向。以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本特點(diǎn)的智能變電站與常規(guī)變電站相比，智能變電站二次系統(tǒng)的輸入輸出數(shù)字化，并具有全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，基于以太網(wǎng)通訊技術(shù)的傳輸?shù)耐ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)，使得變電站二次系統(tǒng)發(fā)生了深刻的變革，并由此帶來一系列新的技術(shù)問題。
　　論文從適用于智能變電站的二

2、次系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用要求出發(fā)，重點(diǎn)針對(duì)過程層和間隔層的相關(guān)技術(shù)開展研究工作。論文首先對(duì)智能變電站的現(xiàn)場應(yīng)用情況及配置方案分析和綜述，在此基礎(chǔ)上，對(duì)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究分析，并詳細(xì)論述了智能IED的建模規(guī)則以及裝置配置工具的軟件實(shí)現(xiàn)，為過程層和間隔層相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　在智能變電站二次系統(tǒng)中，過程層作為一二次設(shè)備的接口，主要由合并單元和智能終端組成;間隔層主要由保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量等設(shè)備組成，和常規(guī)變電站比較，相當(dāng)于原間

3、隔層裝置的采樣回路變成了合并單元，開入開出回路變成了智能終端。本文詳細(xì)介紹了目前變電站智能化的建設(shè)方案，并基于此需求，闡述了同一嵌入式軟硬平臺(tái)研發(fā)間隔層和過程層裝置的設(shè)計(jì)方案。該平臺(tái)完全遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用模塊化、分層分布式設(shè)計(jì)思想，硬件上根據(jù)功能要求設(shè)計(jì)不同的插件，通過組合可組成不同的間隔層裝置或過程層裝置;軟件上采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，引入數(shù)據(jù)庫思想，軟件功能模塊可方便擴(kuò)展或裁剪，整個(gè)平臺(tái)設(shè)計(jì)具有良好的靈活性，可滿

4、足各裝置的應(yīng)用需求。
　　過程層和間隔層設(shè)備完全可以基于統(tǒng)一的軟硬件平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)。論文在對(duì)過程層和間隔層設(shè)備軟硬件需求分析的基礎(chǔ)上，提出了一種以FPGA、POWERPC芯片為核心的、基于CPCI總線的一體化硬件設(shè)計(jì)方案，并對(duì)關(guān)鍵板件CPU主控插件、交流采樣插件、過程層接口插件的設(shè)計(jì)做了詳細(xì)論述。
　　在對(duì)IED內(nèi)部數(shù)據(jù)流分析的基礎(chǔ)上，論文提出了嵌入式一體化平臺(tái)的總體方案，對(duì)軟件的中斷及任務(wù)調(diào)度機(jī)制、關(guān)鍵軟件模塊可編程邏輯、錄