嵌入式技术及其在电力系统中的应用

2018-12-22刘燚荣大连航运职业技术学院

数码世界 2018年3期

刘燚荣大连航运职业技术学院

嵌入式技术是计算机技术的重要分支之一，原理是通过计算机控制实现特定功能。一般情况下，嵌入式技术常用于小型电子装置中，受到系统资源的限制，其内核相对较小。嵌入式系统具备专用性强、精简性高的特点，将其应用到电力系统中可以充分发挥其高时效性的优势，保障电力系统运行的可靠性。

1 嵌入式技术概述

1.1 嵌入式技术的概念

嵌入式技术是通过嵌入式系统实现特定的功能或是用途，系统主要由软件和硬件两个部分构成。再具体应用的过程中，通常是将设备装入到专用的计算机系统中，使计算机系统具备更加丰富的新功能。从这一角度来看，系统主要包括目标机和宿主机两个部分。

1.2 嵌入式技术的特点分析

嵌入式技术最显著的两个特点就是目的性和针对性，这也是其广泛应用的依凭。人们可以根据实际需求开发出满足条件的嵌入式系统。但是嵌入式系统在设计开发的过程中，常常受到成本、空间等方面的限制，为了解决这一问题，应该紧密结合系统的硬件和软件条件进行“量身定做”，保障其效用的充分发挥，大幅度的提升了嵌入式系统的实效性。由此可见，嵌入式技术的应用能够帮助企业节省一部分成本。

2 嵌入式技术在电力系统中的应用分析

2.1 嵌入式系统在电力监控中的应用

随着电力用户的不断增加，电站计算机监控系统所监控的数据规模持续扩大，这就导致数据出现误差的风险出现提高。为了应对这一问题，电站通常将系统分成多个层面，之后通过功能模块和接口模块构成计算机系统，通过统筹规划和协调分工保障机组的安全运行。

基于上述内容，可以在系统中采用具备强大处理、运算以及运行能力的嵌入式系统。嵌入式系统的作用主要包括以下几个方面：其一，对电压、电流等信号进行收集转换。其二，通过对各项数据的计算分析获得各项参数指标。其三，根据TCP/IP协议将上述数据进行上传，供相关工作人员查看，判断系统运行过程中是否出现故障，并及时处理。

2.2 用于抗EMC

嵌入式系统自身产生的电磁干扰较小，同时也能够抵抗其它系统产生的电磁干扰，因此可以将嵌入式系统应用于复杂的电磁环境中，一方面加强系统抗电磁干扰的能力，一方面减小系统本身产生的电磁干扰。

嵌入式系统抗EMS技术主要包括嵌入式系统硬件抗EMS技术和软件抗EMS技术两个部分。其中硬件技术的原理是对电源谐波干扰进行抑制，如在满足系统需求的前提下选择主频最低的CPU等。软件技术的原理则是通过自动检测和诊断、软件陷阱以及信息冗余等技术进行电磁干扰对抗。例如，当前阶段广泛使用的STWD100xP看门狗在嵌入式系统硬件抗EMC技术，系统在运行的过程中不会占用CPU资源，大幅度提升了系统工作的稳定性。该技术常用于继电器、控制器等受干扰较强的系统中，在保障系统稳定性方面发挥出了不可忽视的作用。

2.3 在自动化系统和装置中的应用

近些年来，电力行业的发展使得电力企业之间的竞争变得越来越激烈，为了提升自身的竞争力，大部分企业都致力于变电站综合自动化系统安全性、稳定性的提升，为电力用户提供更加优质的电能服务，同时降低运维成本，以此实现经济效益的提升。在自动化系统运行过程中，后台机的主要功能是对数据进行显示，打印和处理，因此不仅需要具备良好的处理速度，同时还能够实现对数据的监控和实时远程调度。

将嵌入式系统应用到变电站自动化系统中，可以有效的满足系统系统数据监控和采集要求。例如，我国自主研发的MOXA V2420嵌入式计算机就是针对电力变电站后台机应用需求而研发的，其采用可机架式安装的方式，采用了无飞线和无风扇的内部设计方法，最大程度的降低了系统故障的风险，极大的提升了产品和系统运行的安全性。此外，嵌入式系统同样可以应用于电力系统自动化装置中。例如，以单片机为核心研发的微机准同期装置、微机励磁调节装置都可以嵌入到电力系统中。

2.4 在电费计量中的应用

近些年来，随着我国社会经济的发展，电力用户的数量持续增加，为电能计量工作带来了较大的挑战。为了解决现阶段电表无法计量谐波的问题，可以采用MSP430系列嵌入式单片机。这种装置可以通过电池进行供电，能耗较低，且使用时间长、系统稳定性强，很适合应用于电表中。通过该装置的应用可以使电表具备区分谐波分量和基波分量的功能，避免一部分用户因谐波影响而多缴电费、谐波产生方少缴电费的现象发生。

当前阶段，我国很多电表厂都在研发以MSP430为核心的新型电度表产品，不仅解决了传统电表存在的问题，同时也使电表的可扩展性得到了极大的加强。由此可见，将嵌入式技术应用到电费计量，一方面可以提升用户电能服务的质量，另一方面则能够避免电力企业经济利益受损，促进其持续发展。