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四方华能智能装置软硬件平台

 

一、概述

   四方华能针对智能电网的需要和特点,采用最新的技术,自主研发了全新的 CSF8000/CSF6000/CSF4000系列智能装置,采用了嵌入式 1000M 工业以太网交换机技术、 IEEE1588全网时钟同步技术、全网数据同步采集技术等多项国内领先技术,在此基础上形成了智能变电站、智能配电网、调度全网时钟同步系统等产品系列,充分体现了智能电网的先进技术水平,代表了智能电网的发展方向。

   智能电网对各智能设备的要求随应用、重要性不同而千差万别,常规微机保护的结构模式显然无法满足智能电网对智能设备多样性要求,况且千差万别、风格各异的智能装置也不利于运行、维护。经过分析、研究,我们设计了一个高性能的通用化硬件平台,同时在此基础上构建了通用化的软件平台,可以满足智能电网中各种智能设备的要求,同时也要兼顾高、中、低压系统智能产品的价格因素。

二、智能装置硬件平台

采用高性能CPU,主频 400Mz~800Mz ,大容量存储;

6U 机箱,采用 CPCI 总线结构模式,支持 33M / 66M

智能插件、非智能插件兼容性设计;

集成 1000M 工业以太网交换机技术,支持 802.lp Qos 802Q VLANs 802.1D STP /… ,具有4光口、 电口和 光口、 电口两种结构;

智能插件硬件支持IEC1588协议;

多通道 16 位硬件同时采样技术,采样点 32--200点/周波;

开入、开出数量可以按需配置;

重要装置采用双电源备份技术;

全部采用工业器件,按最严酷电磁兼容标准设计。

智能装置软件平台

采用 Vxworks 6.6 实时多任务操作系统;

采用 C++以及面向对象的编程思想进行程序开发,具备代码的可重用性、易读性、可维护性;

采用 Plug-In 技术。利用 Vxworks 提供的插件技术,实现了便捷的版本更新、维护和功能扩展的软件构架,甚至可以做到功能的在线更新;

IEEE1588 协议软件:所有智能插件嵌入1588 校时软件,通过先进的算法及交换机透明时钟传输,全系统的校时误差小于50ns 

基于IEC1588 的同时采样技术。全系统都基于 IEC1588 进行数据采集,对所有采入信号(模拟量、开关量)打上以 ns 为单位的时间戳。

支持 IEC61850-9-2 标准(过程层)、 IEC61850-8-1 标准(站控层)G00SE 命令。

三、智能化产品关键技术

通过硬、软件平台的配合,四方华能的智能电网系列产品具有了以下关键技术:

1、首创的在智能装置上嵌入1000M 交换机技术

   智能变电站、配电网,基于网络的光通讯是基础。按电力系统的电磁兼容标准设计的嵌入式交换机,拥有比商用和一般工业用途交换机更高的可靠性、更好的电磁兼容性能,针对电力系统更实用化的技术参数、更低的价格。支持多种协议,支持星形网、环网、相切网等网络结构,环网自愈时间小于25ms 

2、全网硬件支持 IEEE1588 时钟同步

   高性能的硬件和精心设计的时钟同步软件相配合,同时交换机支持时钟透传功能,使得整个基于以太网的同步系统中,主---从时钟、从---从时钟间的对时误差不超过50ns 

3、基于 IEEE1588 的全网硬件同步采样及时间戳技术

   所有信号采集(模拟量、开关量)全部采用IEC1588 时钟控制下的硬件采样,对采入的信息打上以 ns 为单位的时间戳。模拟量采集支持 32--200 点/周波。

4、支持同步信息采集的电子式互感器

   电子式互感器支持IEC1588 对时时,并按照同步时钟进行信息采集、加时间戳。

5、支持 IEC61850-9-2 标准

   过程层采用 IEC61850-8-2 标准按照订阅/发布方式进行数据通讯,订阅方从网上获取同步数据、按时间点抽取信息。整个系统不再需要常规的和并单元,也无重抽样的概念。合并单元的取消极大地降低了系统层次的复杂度。站控层支持 IEC61850-8-1 标准;G00SE 命令:< 0.5ms 

6、优化的智能装置结构体系

   全系统智能插件高度一致,智能、非智能兼容的插件设计和CPCI高速总线,根据需要可以插人多块智能插件和非智能插件组合,总共 种插件可以组成各种需求的智能装置硬件平台。

7、安全机制

   所有智能插件支持硬件加密,保证网上共享数据的安全、可靠。