電力系統(tǒng)是我國(guó)能源行業(yè)最重要的組成部分?？v觀20世紀(jì)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，一個(gè)突出特點(diǎn)是，電力的使用已滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生活的各個(gè)領(lǐng)域。由于電力具有便于轉(zhuǎn)換能源型式，能高度集中和無(wú)限劃分，清潔干凈和易于控制，可大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送等特性，使電力發(fā)展和應(yīng)用的程度，即一個(gè)國(guó)家的電氣化程度成了衡量其社會(huì)現(xiàn)代化水平高低，以及物質(zhì)、精神文明高低的重要標(biāo)志之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，在電力系統(tǒng)中廣泛采用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和圖像處理技術(shù)，為保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了不可缺少的重要方法和必要手段。
電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度不斷提高，要求越來(lái)越多的變電站達(dá)到無(wú)人值班站的標(biāo)準(zhǔn)，而二次設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、施工快捷、檢修方便的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)越發(fā)明顯。研祥的嵌入式智能平臺(tái)(Embedded Intelligent Platform，EIP)在電力系統(tǒng)中，多用于底層應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制與儀表計(jì)量、通信控制等功能，上層應(yīng)用：數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)能力、人機(jī)交互(HMI)、網(wǎng)絡(luò)通信等方面，研祥的產(chǎn)品從以下幾個(gè)方面提出了更高的要求，以滿足電力系統(tǒng)應(yīng)用的需求。
1.實(shí)時(shí)性強(qiáng)。這是電力系統(tǒng)迫切需要解決的問(wèn)題，因?yàn)殡娋W(wǎng)的安全穩(wěn)定性通常在事故后幾十到幾百毫秒內(nèi)就有可能受到嚴(yán)重威脅，因此，數(shù)據(jù)的獲得與分析、決策的實(shí)時(shí)性對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)非常重要，同時(shí)也是對(duì)嵌入式硬件和軟件系統(tǒng)提出了更高要求。
2.通信能力強(qiáng)。電力系統(tǒng)從地域分布上，可以看出擴(kuò)度很大，要實(shí)現(xiàn)相互之間的聯(lián)網(wǎng)和通信是十分重要的，也對(duì)嵌入式的硬件提出了要求。
3.可靠性高。目前加入看門狗(Watchdog) 自恢復(fù)與自診斷功能，采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)辨識(shí)校驗(yàn)等方法，使得EIP可滿足電力系統(tǒng)對(duì)可靠性的要求。
4.系統(tǒng)擴(kuò)展性好。要求系統(tǒng)靈活性好，可移植性強(qiáng)，盡量使用模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)有問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，可更換有問(wèn)題的模塊，當(dāng)需要增加或減少某些功能時(shí)，可按需求增加或減少相應(yīng)的模塊數(shù)量，達(dá)到系統(tǒng)的要求。
電力系統(tǒng)是我國(guó)能源行業(yè)最重要的組成部分。縱觀20世紀(jì)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，一個(gè)突出特點(diǎn)是，電力的使用已滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生活的各個(gè)領(lǐng)域。由于電力具有便于轉(zhuǎn)換能源型式，能高度集中和無(wú)限劃分，清潔干凈和易于控制，可大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送等特性，使電力發(fā)展和應(yīng)用的程度，即一個(gè)國(guó)家的電氣化程度成了衡量其社會(huì)現(xiàn)代化水平高低，以及物質(zhì)、精神文明高低的重要標(biāo)志之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，在電力系統(tǒng)中廣泛采用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和圖像處理技術(shù)，為保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了不可缺少的重要方法和必要手段。
電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度不斷提高，要求越來(lái)越多的變電站達(dá)到無(wú)人值班站的標(biāo)準(zhǔn)，而二次設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、施工快捷、檢修方便的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)越發(fā)明顯。研祥的嵌入式智能平臺(tái)(Embedded Intelligent Platform，EIP)在電力系統(tǒng)中，多用于底層應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制與儀表計(jì)量、通信控制等功能，上層應(yīng)用：數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)能力、人機(jī)交互(HMI)、網(wǎng)絡(luò)通信等方面，研祥的產(chǎn)品從以下幾個(gè)方面提出了更高的要求，以滿足電力系統(tǒng)應(yīng)用的需求。
1.實(shí)時(shí)性強(qiáng)。這是電力系統(tǒng)迫切需要解決的問(wèn)題，因?yàn)殡娋W(wǎng)的安全穩(wěn)定性通常在事故后幾十到幾百毫秒內(nèi)就有可能受到嚴(yán)重威脅，因此，數(shù)據(jù)的獲得與分析、決策的實(shí)時(shí)性對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)非常重要，同時(shí)也是對(duì)嵌入式硬件和軟件系統(tǒng)提出了更高要求。
2.通信能力強(qiáng)。電力系統(tǒng)從地域分布上，可以看出擴(kuò)度很大，要實(shí)現(xiàn)相互之間的聯(lián)網(wǎng)和通信是十分重要的，也對(duì)嵌入式的硬件提出了要求。
3.可靠性高。目前加入看門狗(Watchdog) 自恢復(fù)與自診斷功能，采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)辨識(shí)校驗(yàn)等方法，使得EIP可滿足電力系統(tǒng)對(duì)可靠性的要求。
4.系統(tǒng)擴(kuò)展性好。要求系統(tǒng)靈活性好，可移植性強(qiáng)，盡量使用模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)有問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，可更換有問(wèn)題的模塊，當(dāng)需要增加或減少某些功能時(shí)，可按需求增加或減少相應(yīng)的模塊數(shù)量，達(dá)到系統(tǒng)的要求。
總體來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)以上的考慮，研祥的EIP完全可在電力系統(tǒng)中穩(wěn)定、可靠、安全地完成各項(xiàng)任務(wù)，滿足系統(tǒng)要求。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)為分層、分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由保護(hù)監(jiān)控裝置、通信管理機(jī)、SCADA監(jiān)控系統(tǒng)組成，如下圖1所示。
由圖1可看出，通信管理機(jī)完成的功能主要有如下幾點(diǎn)：以RS-485方式完成與SCADA系統(tǒng)、保護(hù)監(jiān)控裝置的通信;接入Modem/光端機(jī)/擴(kuò)頻電臺(tái)完成與縣調(diào)、地調(diào)的數(shù)據(jù)通信;完成與站內(nèi)其他智能設(shè)備的數(shù)據(jù)通信，如直流屏、多功能電度表、小電流接地選線裝置、其他廠家保護(hù)裝置等。并且由于電力行業(yè)對(duì)于穩(wěn)定性、可靠性的要求，研祥智能EIP作為通信管理機(jī)的核心操作平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
應(yīng)用說(shuō)明
根據(jù)110kV變電站的規(guī)模及站內(nèi)運(yùn)行設(shè)備的數(shù)量，該通信管理機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)按照實(shí)用性、穩(wěn)定性及可擴(kuò)性設(shè)計(jì)原則，通信基礎(chǔ)平臺(tái)采用研祥智能科技股份有限公司生產(chǎn)的IPC-810機(jī)箱(內(nèi)置工業(yè)級(jí)底板IPC-6114P7) 加工業(yè)級(jí)FSC-1717VN(采用Intel 875P芯片組) 高性能主板。通信擴(kuò)展則可選用ISA總線RS-485/422工業(yè)通信四串口卡一塊，與以RS-232方式通信的設(shè)備接口，可選用ISA總線RS-232通信四串口卡一塊，其實(shí)際應(yīng)用方案見(jiàn)圖2。
系統(tǒng)配置說(shuō)明
采用研祥公司的系統(tǒng)配置產(chǎn)品見(jiàn)表。FSC-1717VN簡(jiǎn)介：FSC-1717VN采用Intel 875P+ICH5系統(tǒng)芯片組設(shè)計(jì)，性能卓越，速度非凡，支持高達(dá)800MHz系統(tǒng)總線，Socket478 Intel Pentium 4及下一代PRESCOTT處理器，支持HT技術(shù)，配備兩條DDR266/333/400雙通道 DIMM插槽可支持最大達(dá)2GB系統(tǒng)存儲(chǔ)器，INTEL獨(dú)有的PAT技術(shù)支持。板上集成了一個(gè)10M/100Mb/s以太網(wǎng)控制器;ATI Radeon 9200 8X高性能AGP圖形加速控制器，更耐低溫、性能更優(yōu)越，最大64MB DDR顯示緩存。由于其強(qiáng)勁的圖形處理能力，可對(duì)復(fù)雜的3D游戲場(chǎng)境、高解析度的影視畫面和專業(yè)的2D/3D圖形設(shè)計(jì)提供更流暢的動(dòng)畫處理，豐富而逼真的光影效果以及栩栩如生的畫質(zhì)?？蓾M足對(duì)性能和穩(wěn)定性要求較高的應(yīng)用需要，在環(huán)境溫度為 -40℃～65℃的測(cè)試條件下，表現(xiàn)優(yōu)越，穩(wěn)定可靠。
系統(tǒng)總體評(píng)價(jià)
研祥EIP具有高可靠性、安裝方便、系統(tǒng)性能好等優(yōu)點(diǎn)。可適應(yīng)于各種需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的惡劣環(huán)境。客戶現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)易，可在緊湊的機(jī)箱內(nèi)游刃有余地安裝各種擴(kuò)展模塊，線纜分布井井有條。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)和應(yīng)用，證明該平臺(tái)穩(wěn)定、可靠，同時(shí)在抗電磁干擾、抗輻射等性能上表現(xiàn)優(yōu)異。