基于Blackfin的智能變電站集中式保護裝置軟件開發(fā).pdf

1、目前，智能變電站的設(shè)備按功能的劃分實行分層分布化的布置，采用面向?qū)哟魏兔嫦驅(qū)ο螵毩⒃O(shè)置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保護、控制、監(jiān)視、計量等按功能劃分為相互獨立的裝置。這種按層次和對象劃分的系統(tǒng)架構(gòu)的最大優(yōu)勢在于可靠性較高，系統(tǒng)內(nèi)任意一個裝置發(fā)生故障只會影響本身或局部，不會對整個變電站的運行產(chǎn)生影響，而且這種分布式系統(tǒng)具有良好的可擴展性以及開放性，便于系統(tǒng)功能的擴展和升級改造。然而，在分布式變電站自動化系統(tǒng)中，面向間隔和面向?qū)ο蟮姆植际窖b置可獲得的數(shù)據(jù)信

2、息來源一般局限于單個點或間隔，這就不能從系統(tǒng)的層次做出判斷與處理，從而造成一定的局限性。這種局限性也容易導(dǎo)致裝置做出錯誤的判斷，裝置功能的優(yōu)化也難以實現(xiàn)，從而影響整個變電站自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，制約了變電站自動化技術(shù)的發(fā)展。
　　 隨著智能變電站的數(shù)字化、智能化的深入以及全站數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集與共享的實現(xiàn)，傳統(tǒng)集中式保護因二次電纜連接帶來的數(shù)據(jù)采集有限、難以擴展以及因處理速度不夠帶來的前置機信息“瓶頸”等的缺點都將不覆存在。而在變電站

3、中，集中式保護可以利用故障相鄰區(qū)內(nèi)的全局數(shù)據(jù)信息可以準(zhǔn)確的判斷故障狀態(tài)，進而可以實現(xiàn)最優(yōu)化的保護功能。
　　 本論文所述內(nèi)容從電力設(shè)備嵌入式開發(fā)的角度論述設(shè)計開發(fā)適用于智能變電站的集中式保護裝置過程中的幾個重要內(nèi)容，如嵌入式多任務(wù)操作系統(tǒng)的應(yīng)用、開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)視功能的實現(xiàn)、故障錄波功能的實現(xiàn)等。
　　 嵌入式多任務(wù)操作系統(tǒng)的應(yīng)用，在保證裝置實時性和可靠性的同時，極大的降低了裝置功能的開發(fā)難度，提高了功能的可擴展性，也降低了

4、裝置功能在不同軟硬件平臺的移植難度，從而整體上降低開發(fā)難度，縮短開發(fā)周期，節(jié)約成本。在嵌入式多任務(wù)操作系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，本文又針對集中式保護裝置的開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)視功能和故障錄波功能的工程實現(xiàn)提出了基于嵌入式操作系統(tǒng)的解決方案。
　　 傳統(tǒng)的開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)視功能通常采用定時中斷或定時任務(wù)掃描的方法來實現(xiàn)，但其響應(yīng)時間，可監(jiān)視開關(guān)量數(shù)目，時標(biāo)精度等性能無法滿足集中式保護的需求。本文提出了一種基于嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)μC/OS-(Ⅱ)

5、的開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)視功能設(shè)計方案。本方案充分利用了嵌入式實時操作系統(tǒng)的多任務(wù)調(diào)度，消息隊列等優(yōu)勢，對資源分配和開關(guān)量數(shù)據(jù)管理進行優(yōu)化，實現(xiàn)了開關(guān)量的去抖動，SOE記錄等功能。測試表明，本方案具有良好的去抖可靠性，響應(yīng)時間較之大大縮短。在此基礎(chǔ)上，本方案的性能可以進一步改善，功能可以更加豐富，不失為集中式保護開關(guān)量處理的一種參考。
　　 針對智能變電站故障錄波的功能需求，提出了一種基于嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)μC/OS-(Ⅱ)的故障錄