基于嵌入式软件平台在电力自动化装置中的应用研究

刘明阳 刘浩 董瀚泽

摘要：嵌入式技术是电力系统建设中被应用最多的一项技术，从宏观上看，嵌入式技术被分为嵌入式硬件技术和嵌入式软件技术，在实际应用中硬件技术和软件技术需要相互配合着使用，本文主要是从软件技术的角度出发来对电力系统中的自动化装置应用进行阐述。下面本文将对嵌入式软件平台在电力自动化装置中的应用进行探究。

关键词：嵌入式;软件平台;电力自动化

一、关于嵌入式系统

关于嵌入式系统的定义，当前给出的解释有很多，其中以下两种解释最能得到大多数人的认同。第一种解释是，根据IEEE，即国际电器和电子工程师协会的定义，嵌入式就是“控制、監视，或者辅助设备、机器和车间运行的装置”，这是依照英文原文直译过来的，是根据它的实际应用来进行定义的。第二种解释是，嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件和硬件适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专业计算机系统。这种解释是根据它的组成来定义的。嵌入式系统相对来说还是比较复杂的，当前人们把它分为四类，有单个微处理器、不带计时功能的微处理器装置、带计时功能的微处理器装置，以及在制造或过程控制中使用的计算机系统。其中，单个微处理器系统多用在小型设备中，具体设计是供应商根据设备的实际用途来实现的;不带计时功能的微处理器装置系统通常会用在信号放大器和位置传感器及阀门传动器中，由于该类系统会依赖于内部操作时钟，所以较容易受Y2K影响;带计时功能的微处理器装置系统一般会在控制器、电话交换机、电梯、数据采集系统和医药监视系统中得到应用，可连同PC机操作;关于最后一类嵌入式系统，计算机通常被用来进行总体控制和监视，而非仅仅对单个设备直接控制。

目前为止，嵌入式系统已被应用于多个领域，比如工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统等，在这些领域的应用中也都涉及到了电力自动化装置，比如车辆导航、数字机床、电网设备检测、冰箱、空调、防盗系统、安全防火等等。

二、嵌入式技术在电力系统中的应用

（一）用于SCADA

SCADA系统的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量和参数调节，以及各类信号报警等各项功能，也就是我们通常所说的“四遥”功能。远程终端单元和馈线终端单元，即RTU和FTU，是SCADA系统的重要组成部分，其中远程终端单元就是典型的嵌入式系统，它位于变电站的运动装置，主要负责采集检测和储存所在设施的电力运行状态的各种参数，远程终端参数被看成是向处于远端的调度中心发送重要电力参数，同时执行着远端调度中心发往所在设施的调度及控制命令。随着我国电网不断发展，其运行能力也在不断提高，其中我们对信息通信能力提出了更高的要求，以使调度中心的可控性变得更加精确;增加了对无人值班的智能模式等新功能的要求，以提高系统的可靠性。总而言之，嵌入式系统以其优越的性能和特点，满足了SCADA系统的网络化、智能化和多功能化的要求。

（二）用于电费计量

现代化生活，几乎每家每户都在使用电能，所以电费计量自然也就成为电力系统不可或缺的组成部分，那么随着电力自动化水平的不断发展，人们对电费计量的要求也就更高了。在当前电力市场环境下，结合人们的实际需求，我们需要借助嵌入式技术和嵌入式系统建立一个可靠的、有效的、准确的，功能强大的，集计量、统计、分析、考核和交易于一体的新系统。信息时代的电能计量系统要求局端中心站与站端远程终端单元用过IP协议互联，站端远程终端单元支持TCP/IP协议，并且实现智能化仪表计量。LINUX强大的网络支持，可移植性好，优秀的开发工具和环境，使我们开发智能模块变得容易许多，从而有助于我们更好的实现在智能化电子仪表和远程终端单元中应用嵌入式实时LINUX这个目标。

嵌入式系统在其它电力自动装置的应用中，如微机准同期装置、微机励磁调节装置、微机稳定性控制装置等，也收获到了较好的效果，满足了人们的实际需求。上述这三个自动装置虽然以“微机”来命名，但其实都是用单片机技术和以单片机为核心来研制嵌入式系统的。但正如其它计算机应用技术一样，单靠某一项的技术是很难是系统稳定运行的，这里用到的另一项技术便是实时数据库技术，主要用来存储大量的策略信息。但需要指出的是，电力系统是一个很复杂的非线性、高纬度的大系统，电力自动化装置被应用的领域也是非常广的，在不同应用场合中，人们对电力自动化装置功能的需求也是不同的，所以我们要时刻注意电力应用对嵌入式系统的特殊要求。

结束语：

作为电能生产和传输主要平台，电力系统在实际应用中需要具有很强的可靠性、有效性和灵活性。随着嵌入式软件技术在电力系统，特别是电力自动化装置方面的广泛应用，它已经成为电力系统控制和监控不可缺少的技术之一，而至于在未来电力系统的发展中它会扮演怎样的角色和承担怎样的责任，还需要我们进一步去探究。

参考文献：

[1]刘煜.嵌入式软件平台在电力自动化装置中的应用研究[J].计算机产品与流通，2020（05）：28.

[2]邵萍. 电力自动化装置嵌入式软件平台设计[D].电子科技大学，2014.

临沂大学自动化与电气工程学院