基于iec61850變電站ied的研制
朱秀琴，胥布工，王志錕
（華南理工大學自動化科學與工程學院，廣東廣州510640）
摘 要：以變電站新型通信網絡和系統協議iec61850為基礎，研制一種應用于變電站間隔層的新型智能電子設備( ied)，即電力系統智能節點。在該設備的設計方案中，提出了一種arm +dsp雙cpu結構的設計方法：在當夸電網實時傳送的信息量成倍增長的情況下，利用arm +dsp雙cpu結構的高效快速的處理能力和強大的實時監控功能+能很好地滿足實際應用的要求。、智能設備的軟硬件設計都采用模塊化設計方法，使得智能設備具有良好的擴展性，從而適應變電站自動化系統未來發展的需要。在買際工程中成功地應用了所研制的設備，實現了變電站自動化系統的智能化、信息化、高可靠性和低成本。
關鍵詞：iec61850; arm處理器；智能電子設備；數字信號處理器
中圖分類號：tp 2,7 文獻標識碼：a
1引言
隨著國際標準iec61850在變電站中的不斷推廣，數字化變電站的結構有了突破性的變化。文獻[1]提出間隔層單元建模的改進方案。文獻[2]分析了如何利用面向對象建模實現設備的自我描述功能。文獻[3]討論智能電子設備的4種數據結構設計模式，全面對比了這4種數據結構模式對iec61850服務模型的支持能力。
這些文獻從不同角度研究智能電子設備( ied)的模型，但都未提到研制新型的智能電子設備來適應不斷擴大的需求。
由于電網結構日趨復雜，容量不斷擴大，實時信息傳送量成倍增多，對電子設備本身提出了更高的要求。新開發的沒備必須具備高效快速的處理能力，強大的實時監控功能和優越的外拓展能力。本文正是基于這種思想開發研制一種新型的智能電子設備(ied)，即電力系統智能節點。利用arm+dsp雙cpu結構的設計，使得裝置具有很高的數據采集、管理和分析能力。
2變電站系統結構簡介
iec61850標準按照變電站自動化系統所要完成的控制、監視和繼電保護3大功能，從邏輯上將系統分成3層：變電蛄層、間隔層、過程層。
在變電站層和間隔層之間的網絡采用抽象通信服務接口映射到制造報文規范(mms)、傳輸控制協議／網際防議( tcp/ip)以太網或光纖網。間隔層和過程層之間的網絡采用單點向多點的單向傳輸以太網。
變電站內的智能電子設備均采用統一的協議，通過網絡進行信息交換。ifc61850給出的變電站自動化系統結構，如圖1所示。
過程層主要完成開關量i/o、模擬量采樣和控制命令的發送等；間隔層由ied組成，根據分配的任務，ied完成諸如控制、保護、計量、記錄等功能；變電站層主要是完成與遠方控制中心、工程師站及人機界面的通信。
3智能節點的硬件結構與功能
傳統電子設備無論在結構f：還是實現方法上都已經很難滿足實際現場的要求。新開發研制的智能設備的結構，如圖2所示。
裝置的硬件結構主要包括arm處理器及其外圍電路、dsp信號處理器部分和可編程邏輯控制器( cpld)。
考慮到智能裝置本身的功能，以及可擴展性和可霏性的要求，智能設備硬件設計主要采用可組態的模塊化設計，這種方法可隨技術的發展而更換相應模塊，****限度地保護了用戶已有的投資，迅速實現產品的升級換代。
由于當今電網結構日趨復雜，容量不斷擴大，實時信息傳送量成倍增多，對電子設備本身提出了更高的要求。arm+ dsp雙cpu結構的設計是這個智能裝囂的核心，主要負責數字信號的處理、判斷并發出相應的指令。利用arm+ dsp雙cpl結構，使設備具有高效快速的處理能力和強大的實時監控功能。
智能設備可實現以下功能：
①直接測量二組三相交流電流及三相交流電壓；并有一個專用a/d通道用于檢測零序電流（或電壓）。通過交流算法由專用dsp（att7022）完成功 |
