智能变电站保护控制平台设计

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在智能电网的建设中,以数字化、智能化为特征的智能变电站得到蓬勃发展和迅速普及,全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的要求,需要大量与之相适应的保护控制产品。研发新产品,就必须先研发与之相适应产品平台技术,因此研制更合适的智能保护控制平台是十分必要和可行的。本文首先分析智能变电站各电压等级的保护控制装置的功能与性能需求,并以此为依据设计了分布式智能板卡系统,通过高速总线将各板卡有效的结合在一起。智能板件可以兼容传统变电站和智能变电站保护测控装置的应用需求,硬件系统简单可靠。选取OMAP-L138双核处理器作为平台的核心处理器,以满足保护控制装置的功能与性能要求。使用DSP+MCU双核结构CPU,将两个不同功能的板卡集成在一起,系统设计更加简化。然后,本文讨论了智能CPU板卡可靠运行及外设安全、高效访问问题。针对本文选定的双核处理器,重点解决双核配合模式下CPU运行模式与安全机制设计,探讨双核处理器外围设备的访问机制,避免数据冲突并提高效率。通过任务的合理划分与流程优化,实现了异构双核系统的高效工作,充分挖掘了双核处理器的性能优势。另外针对应用的高实时性要求,提出了诸如DMA、通信协处理器等系统效率提升措施,释放CPU性能。针对本文设计的多板卡系统,对板卡间数据交互与同步问题进行了深入的探讨。采用高速LVDS总线和实时RS-485总线相结合的技术实现高性能的板卡间数据交互。LVDS总线实现大数据量、实时性要求高的实时数据交互,RS-485实现小数据量的数据交互,对安全性要求更高的场合,设计双总线相互校验机制。各种总线配合,兼顾了实时性、高速、低功耗、高可靠性等特征。最后在以平台系统设计为基础,选择合适的功能板卡组建智能变压器保护装置;依托于本文设计的软件平台设计软件系统,使用标准组件设计提高兼容性。本文设计的智能保护控制平台兼容传统变电站与智能变电站的应用需求,也保留了远期功能需求的改进可能。应用本文设计的智能保护控制平台可以方便的研发与设计智能保护控制装置,研发效率得以大幅提升,产品可靠性也得到了明显的提高。
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