基于DSP與ARM雙處理器的微機(jī)繼電保護(hù)裝置的研究.pdf

1、智能電網(wǎng)已經(jīng)是當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展的最新趨勢?！笆濉逼陂g，國家電網(wǎng)公司將以建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，推進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)，對現(xiàn)有電網(wǎng)的改造和增容已經(jīng)成為我國電力系統(tǒng)建設(shè)的頭等大事。配電網(wǎng)絡(luò)作為智能電網(wǎng)中重要的一個環(huán)節(jié)，與用戶的聯(lián)系十分緊密，對用戶的影響也是最直接的。傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)已經(jīng)難以滿足配電網(wǎng)智能化和自動化的需求了。因此，研究新型的微機(jī)繼電保護(hù)應(yīng)用于配電網(wǎng)絡(luò)勢在必行。本課題在充分分析和吸收國內(nèi)外微機(jī)保護(hù)裝置先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，總結(jié)了傳

2、統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)的不足與微機(jī)保護(hù)的發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，開發(fā)一套基于DSP與ARM雙處理器的微機(jī)繼電保護(hù)裝置。該裝置集保護(hù)、測量、控制、監(jiān)測、通訊等功能于一體。
　　 在對微機(jī)保護(hù)裝置具體需要實現(xiàn)的功能進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，提出了本裝置的硬件總體方案。裝置在硬件上采用了DSP+ARM雙CPU結(jié)構(gòu)，以TI公司的DSP TM320C5402為保護(hù)核心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及保護(hù)功能。以ATMEL公司的ARM9芯片AT91RM9200為控制核

3、心，實現(xiàn)人機(jī)接口、通信功能。DSP與ARM之間通過DSP自帶的主機(jī)接口HPI進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。圍繞DSP+ARM雙處理器的硬件平臺，對硬件中的各個模塊進(jìn)行了精心的設(shè)計，包括DSP、ARM最小系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量開入開出模塊、人機(jī)接口模塊、通信模塊、電源模塊以及DSP與ARM之間數(shù)據(jù)通信HPI接口模塊等。采用模塊化設(shè)計思想，大大提高了開發(fā)效率。
　　 微機(jī)保護(hù)算法是微機(jī)保護(hù)研究的重點(diǎn)之一。微機(jī)保護(hù)不同功能的實現(xiàn)，主要依靠其不

4、同的算法完成。因此研究電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)算法的目的在于找出好的算法，使之在滿足工程精度和響應(yīng)速度要求的前提下，盡可能減少數(shù)據(jù)采集量和計算時間。本課題對正弦函數(shù)模型、周期函數(shù)模型、隨機(jī)模型等不同模型微機(jī)保護(hù)各種算法做了詳細(xì)的分析和比較，提出了一種能精確消除衰減非周期分量影響的算法，并對該算法和全波傅氏算法進(jìn)行了仿真對比，從算法的角度提高微機(jī)保護(hù)的精度和速度。
　　 軟件方面，本課題在分析傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件設(shè)計存在缺陷的基礎(chǔ)上，引入