论文部分内容阅读
为适应微机保护监控装置的发展趋势,尤其是满足电网电压等级不断提高和电网结构日趋复杂对保护监控装置所提出的要求,本文在较为广泛、深入地研究当前超高压保护装置的基础上,评估和借鉴了许多较为先进的技术,进行了基于双核芯片的新型电力系统保护监控装置平台研究。在该新型电力系统保护监控装置平台研究过程中,充分注意到并采取了相应的措施保证保护平台的先进性、通用性、可靠性、稳定性和可扩展性。针对当前普遍采用的线性结构的前、后台式微机保护软件体系结构,本文对其优缺点进行了较为深入的分析,并探讨了在复杂保护软件平台引入嵌入式操作系统的可能性和必要性。主要研究工作如下:
采用模组化设计思想,构造了基于双核芯片OMAP5912的MCM5912多芯片模组和基于F2812DSP的MCM2812多芯片模组,详细介绍了其设计重点和性能特点。并在所研究的多芯片模组的基础上,借鉴当超高压保护装置的成功经验和自身课题组在这方面所做的研究,根据电力系统实际需求,研究了基于MCM5912的通用型和精简型两套新型保护监控硬件平台,详细分析了各组成要点和设计难点。
采用“软(件)硬(件)协同”设计思想,在设计初始阶段就进行功能具体确定、划分以及性能评估等工作的基础上同时分别进行硬件和软件设计,最后通过规范接口将硬件和软件“组装”进行无缝连接,有助于缩短设计周期。为了适应硬件平台的发展,在软件设计上引入了嵌入式操作系统,以提高软件质量和可靠性,增强软件移植性,实现软件设计的规范性和通用性。并从实用角度重点介绍了当前流行的嵌入式Linux操作系统和TI公司的DSP/BIOSII操作系统的开发过程和设计难点。
重点考虑实际工程设计的可扩展性和可靠性,结合当前半导体水平,提出了在保留传统的开关量输入、输出电路设计中的光藕以提高抗干扰性的基础上,采用网络化、智能化的开关量输入、输出回路方案。模拟量输入回路设计是微机保护装置设计的难点和关键点,传统的基于主控制器的采集系统耗费了大量宝贵的CPU资源,延时了保护动作出口时间,而且不利于采样速率的提高,在详细比较了各种可能方案基础上,本文提出并构造了基于FPGA的智能AD模组,该智能AD模组具有集成度高、扩展性好等一系列优点。