基于嵌入式軟件平臺在電力自動化裝置中的應(yīng)用研究

劉明陽 劉浩 董瀚澤

摘要：嵌入式技術(shù)是電力系統(tǒng)建設(shè)中被應(yīng)用最多的一項技術(shù)，從宏觀上看，嵌入式技術(shù)被分為嵌入式硬件技術(shù)和嵌入式軟件技術(shù)，在實際應(yīng)用中硬件技術(shù)和軟件技術(shù)需要相互配合著使用，本文主要是從軟件技術(shù)的角度出發(fā)來對電力系統(tǒng)中的自動化裝置應(yīng)用進(jìn)行闡述。下面本文將對嵌入式軟件平臺在電力自動化裝置中的應(yīng)用進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：嵌入式;軟件平臺;電力自動化

一、關(guān)于嵌入式系統(tǒng)

關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的定義，當(dāng)前給出的解釋有很多，其中以下兩種解釋最能得到大多數(shù)人的認(rèn)同。第一種解釋是，根據(jù)IEEE，即國際電器和電子工程師協(xié)會的定義，嵌入式就是“控制、監(jiān)視，或者輔助設(shè)備、機(jī)器和車間運(yùn)行的裝置”，這是依照英文原文直譯過來的，是根據(jù)它的實際應(yīng)用來進(jìn)行定義的。第二種解釋是，嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件和硬件適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專業(yè)計算機(jī)系統(tǒng)。這種解釋是根據(jù)它的組成來定義的。嵌入式系統(tǒng)相對來說還是比較復(fù)雜的，當(dāng)前人們把它分為四類，有單個微處理器、不帶計時功能的微處理器裝置、帶計時功能的微處理器裝置，以及在制造或過程控制中使用的計算機(jī)系統(tǒng)。其中，單個微處理器系統(tǒng)多用在小型設(shè)備中，具體設(shè)計是供應(yīng)商根據(jù)設(shè)備的實際用途來實現(xiàn)的;不帶計時功能的微處理器裝置系統(tǒng)通常會用在信號放大器和位置傳感器及閥門傳動器中，由于該類系統(tǒng)會依賴于內(nèi)部操作時鐘，所以較容易受Y2K影響;帶計時功能的微處理器裝置系統(tǒng)一般會在控制器、電話交換機(jī)、電梯、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和醫(yī)藥監(jiān)視系統(tǒng)中得到應(yīng)用，可連同PC機(jī)操作;關(guān)于最后一類嵌入式系統(tǒng)，計算機(jī)通常被用來進(jìn)行總體控制和監(jiān)視，而非僅僅對單個設(shè)備直接控制。

目前為止，嵌入式系統(tǒng)已被應(yīng)用于多個領(lǐng)域，比如工業(yè)控制、交通管理、信息家電、家庭智能管理系統(tǒng)等，在這些領(lǐng)域的應(yīng)用中也都涉及到了電力自動化裝置，比如車輛導(dǎo)航、數(shù)字機(jī)床、電網(wǎng)設(shè)備檢測、冰箱、空調(diào)、防盜系統(tǒng)、安全防火等等。

二、嵌入式技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）用于SCADA

SCADA系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量和參數(shù)調(diào)節(jié)，以及各類信號報警等各項功能，也就是我們通常所說的“四遙”功能。遠(yuǎn)程終端單元和饋線終端單元，即RTU和FTU，是SCADA系統(tǒng)的重要組成部分，其中遠(yuǎn)程終端單元就是典型的嵌入式系統(tǒng)，它位于變電站的運(yùn)動裝置，主要負(fù)責(zé)采集檢測和儲存所在設(shè)施的電力運(yùn)行狀態(tài)的各種參數(shù)，遠(yuǎn)程終端參數(shù)被看成是向處于遠(yuǎn)端的調(diào)度中心發(fā)送重要電力參數(shù)，同時執(zhí)行著遠(yuǎn)端調(diào)度中心發(fā)往所在設(shè)施的調(diào)度及控制命令。隨著我國電網(wǎng)不斷發(fā)展，其運(yùn)行能力也在不斷提高，其中我們對信息通信能力提出了更高的要求，以使調(diào)度中心的可控性變得更加精確;增加了對無人值班的智能模式等新功能的要求，以提高系統(tǒng)的可靠性?？偠灾度胧较到y(tǒng)以其優(yōu)越的性能和特點(diǎn)，滿足了SCADA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多功能化的要求。

（二）用于電費(fèi)計量

現(xiàn)代化生活，幾乎每家每戶都在使用電能，所以電費(fèi)計量自然也就成為電力系統(tǒng)不可或缺的組成部分，那么隨著電力自動化水平的不斷發(fā)展，人們對電費(fèi)計量的要求也就更高了。在當(dāng)前電力市場環(huán)境下，結(jié)合人們的實際需求，我們需要借助嵌入式技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)建立一個可靠的、有效的、準(zhǔn)確的，功能強(qiáng)大的，集計量、統(tǒng)計、分析、考核和交易于一體的新系統(tǒng)。信息時代的電能計量系統(tǒng)要求局端中心站與站端遠(yuǎn)程終端單元用過IP協(xié)議互聯(lián)，站端遠(yuǎn)程終端單元支持TCP/IP協(xié)議，并且實現(xiàn)智能化儀表計量。LINUX強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持，可移植性好，優(yōu)秀的開發(fā)工具和環(huán)境，使我們開發(fā)智能模塊變得容易許多，從而有助于我們更好的實現(xiàn)在智能化電子儀表和遠(yuǎn)程終端單元中應(yīng)用嵌入式實時LINUX這個目標(biāo)。

嵌入式系統(tǒng)在其它電力自動裝置的應(yīng)用中，如微機(jī)準(zhǔn)同期裝置、微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)裝置、微機(jī)穩(wěn)定性控制裝置等，也收獲到了較好的效果，滿足了人們的實際需求。上述這三個自動裝置雖然以“微機(jī)”來命名，但其實都是用單片機(jī)技術(shù)和以單片機(jī)為核心來研制嵌入式系統(tǒng)的。但正如其它計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)一樣，單靠某一項的技術(shù)是很難是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的，這里用到的另一項技術(shù)便是實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)，主要用來存儲大量的策略信息。但需要指出的是，電力系統(tǒng)是一個很復(fù)雜的非線性、高緯度的大系統(tǒng)，電力自動化裝置被應(yīng)用的領(lǐng)域也是非常廣的，在不同應(yīng)用場合中，人們對電力自動化裝置功能的需求也是不同的，所以我們要時刻注意電力應(yīng)用對嵌入式系統(tǒng)的特殊要求。

結(jié)束語：

作為電能生產(chǎn)和傳輸主要平臺，電力系統(tǒng)在實際應(yīng)用中需要具有很強(qiáng)的可靠性、有效性和靈活性。隨著嵌入式軟件技術(shù)在電力系統(tǒng)，特別是電力自動化裝置方面的廣泛應(yīng)用，它已經(jīng)成為電力系統(tǒng)控制和監(jiān)控不可缺少的技術(shù)之一，而至于在未來電力系統(tǒng)的發(fā)展中它會扮演怎樣的角色和承擔(dān)怎樣的責(zé)任，還需要我們進(jìn)一步去探究。

參考文獻(xiàn)：

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[2]邵萍. 電力自動化裝置嵌入式軟件平臺設(shè)計[D].電子科技大學(xué)，2014.

臨沂大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院