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探讨嵌入式系统在电力系统中的应用

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卖家[上传人]：M****1

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1、探讨嵌入式系统在电力系统中的应用【摘要】电力系统与人民生产生活息息相关，随着社会的发展，电力系统不断提升自身的技术含量以满足人们日益增长的电能需求。嵌入式系统以系统内核小、专业性强、系统精简等优点，被广泛运用于电力系统中。本文阐述了嵌入式系统的主要特点和相关技术，着重分析嵌入式系统在电力系统中的应用。【关键词】电力系统；嵌入式系统；应用1嵌入式系统的特点嵌入式系统对电力系统的正常运行有重要作用。从广义的方面来讲，嵌入式系统指的是集合体，这个集合体由一定功能的硬软件构成。片上系统是其发展的最高形式，能够使得硬软件集成协调的运行。从狭义的方面来讲，嵌入式系统指的是一种计算机系统，其主要是控制设备而产生的，具体包括目标机和宿主机，目标机的地位是从属地位，功能也相对的单一。嵌入式系统具有很多优秀的特点，最大的特点就是目的性与针对性较强。不同的嵌入式系统的特定的功能是不一样的，这是不同的嵌入式系统能够满足不同特定功能的要求，具有很强的针对性。这也正是其和一般计算机的区别。因为嵌入式系统的设计就是根据具体的环境要求而来的，受到诸多因素的限制，诸如：空间、成本、存储、带宽等，

2、虽然存在这方面的缺陷，但是其实用性还是很强大的，其目的性也很强，使得硬软件的融合更好，工作效率大大的提高，一般嵌入式系统的开发时间都比较短，成本耗费比较小。2相关技术嵌入式系统在电力系统的运行中发挥着巨大的作用，相关的技术有：网络接入模式、嵌入式操作系统的裁减及移植等，下面进行详细的阐述。2.1开发流程嵌入式系统发展至今，其兼容性与稳定性得到了很大的提高，各类微处理器的硬件平台通用性与成熟性很高，从而进一步减少了硬件系统引起故障的机率。因为嵌入式操作系统屏蔽的底层硬件的复杂性，使得开发过程大为简化，利用 API函数即可完成绝大部分工作，使其系统的稳定性大为提高，系统开发者的精力可由反复的硬件设计中转移到满足特定需求上。图1为嵌入式系统简要开发流程。2.2网络接入模式（1）直接接入网络。嵌入式系统的接网模式主要有两种，其一是直接接入网络，其二是通过网关接入。直接接入网络适合新建厂站，具体的要求是RTU 具有太网接口，且可以支持TCP/IP协议，。从系统获取一个IP地址，然后嵌入式系统就可以用这个IP连接网络并访问RTU,然后进行数据通信等工作。此种模式除了对RTU能力

3、要求比较高以外，还需要系统具有人性化的操作系统。(2)通过网关接入。通过网关接入适合投运厂站，用这种模式可以降低投资成本，是在直接接入网络的模式的基础上进行一定的改进，即加入网关，通过加入网关以实现网络的接入。网络和RTU之间的桥梁就是网关，其主要的功能就是接受请求并收集数据。其具有实时性特点，网关的硬件，可采用嵌入式微处方器。2.3嵌入式操作系统的裁减及移植嵌入式系统的目的性很强，同时具有实时性，以及处理任务多的特点，由于电力系统各类设备较多，设备的管理工作难度相对较大，为了实现软件硬件的兼容性等因素，对软件的编写要求很高，可在嵌入式操作系统中引入多任务操作系统，通过高级语言来开发应用程序，从而降低嵌入式系统的开发难度，提高系统的移植性。但是引入多任务操作系统带来了一个问题，那就是操作系统的运行对硬件有一定的要求，例如需要占用CPU以及存储硬件等，这就加大了嵌入式系统的硬件的要求，使得开发成本相应的提高了。想要控制开发成本，就必须对操作系统做一定飞处理，选择合适的操作系统，并在此基础上进行系统的裁减，裁减的过程中要确保系统的可靠性。3嵌入式技术在电力系统中的应

4、用嵌入式技术在电力系统中的应用经过了较长的一段时间，实践证明其对电力系统的正常运行有着积极意义。嵌入式技术在电力系统中应用较多，主要有：用于SCADA、用于微机保护、用于自动装置、用于电费计量等方面。目前，我国的电网改造正在如火如荼的进行，探讨其的具体应用，对电网的改造有重要意义。下面针对具体的应用做详细的阐述。3.1 用于 SCADASCADA在电网的故障分析方面发挥着重要作用，是目前电网管理的基础。工作人员一般都是在调度中心进行数据的分析，这些数据都是由RTU采集并传送的，这种采集数据并进行数据传输的RTU是典型的嵌入式系统，这些嵌入式系统的功能就是进行数据的采集，然后经过滤波算法，最后把这些经过处理的数据传到调度中心。3.2用于微机保护微机保护的发展也有一定的历史了，从总线出插件、总线不出插件最后到多单片式总线不出芯片。在发展的过程中，微机保护的可靠性不断的提高的同时功能也不断的完善了，目前最新的微机保护引入了嵌入式系统，通过加强硬件的嵌入式的同时，在软件的嵌入式系统上面也做了具体的设计。使得微机保护的可操作性大大的增强了。3.3用于自动装置自动装置中利用嵌

5、入式系统，是电力系统的重点。这些自动装置往往被称为微机，例如：准间期装置、励磁调节装置、切机、切负荷等稳定控制装置。这些微机都是单机芯片为核心的嵌入式系统。嵌入式的暂态稳定控制（TSC）装置构成具体例子详见图3,前置机中，嵌入式的功能主要是进行实时数据的存储，这些信息的存储为了使得电网发生故障的时候能方便的进行数据的查询工作。由于查询的时间要求比较短暂，在这个方面开发相应应用程序是这个方面应用的发展方向之一。3.4用于电费计量目前对电力市场进行改造，准确的电费计量是工作的重点之一。利用电子性计费模式渐渐的取代传统的表盘型方式。电费计量系统包含的内容较多，完整的系统主要有自动采集与处理系统和电能数据计费结算系统。用电户的性质是分散性的，这就为嵌入式系统的实现得到可能，嵌入式系统在电费计量中，主要要完成以下几个内容：脉冲计数、电能积分、电能统计、电费结算、电能报表等。由于嵌入式系统在测量仪表方面有足够的经验，这就使得在电费计量方面的应用相对简单。选择合理的算法是其中的关键。4结论嵌入式系统不但可以满足电网调度自动化的要求，并且能保证远动数据的实时性、可靠性与准确性，加之嵌入式系统可塑性强，能针对电力系统不同设备满足其特定功能要求，适用范围广，在电力系统应用中会越来越受到青睐。参考文献：1 陈春.浅谈嵌入式系统在微机继电保护中的运用J.机电信息，2011（30）.2 谭会生.基于ARM嵌入式系统的研究性教学探讨J.中国电力教育，2012 （10）.谭宗云.嵌入系统在继电保护中的应用研究D.西华大学，2010.

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