基于嵌入式軟件平臺在電力自動化裝置中的應用研究

劉明陽 劉浩 董瀚澤

摘要：嵌入式技術是電力系統建設中被應用最多的一項技術，從宏觀上看，嵌入式技術被分為嵌入式硬件技術和嵌入式軟件技術，在實際應用中硬件技術和軟件技術需要相互配合著使用，本文主要是從軟件技術的角度出發來對電力系統中的自動化裝置應用進行闡述。下面本文將對嵌入式軟件平臺在電力自動化裝置中的應用進行探究。

關鍵詞：嵌入式;軟件平臺;電力自動化

一、關于嵌入式系統

關于嵌入式系統的定義，當前給出的解釋有很多，其中以下兩種解釋最能得到大多數人的認同。第一種解釋是，根據IEEE，即國際電器和電子工程師協會的定義，嵌入式就是“控制、監視，或者輔助設備、機器和車間運行的裝置”，這是依照英文原文直譯過來的，是根據它的實際應用來進行定義的。第二種解釋是，嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件和硬件適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專業計算機系統。這種解釋是根據它的組成來定義的。嵌入式系統相對來說還是比較復雜的，當前人們把它分為四類，有單個微處理器、不帶計時功能的微處理器裝置、帶計時功能的微處理器裝置，以及在制造或過程控制中使用的計算機系統。其中，單個微處理器系統多用在小型設備中，具體設計是供應商根據設備的實際用途來實現的;不帶計時功能的微處理器裝置系統通常會用在信號放大器和位置傳感器及閥門傳動器中，由于該類系統會依賴于內部操作時鐘，所以較容易受Y2K影響;帶計時功能的微處理器裝置系統一般會在控制器、電話交換機、電梯、數據采集系統和醫藥監視系統中得到應用，可連同PC機操作;關于最后一類嵌入式系統，計算機通常被用來進行總體控制和監視，而非僅僅對單個設備直接控制。

目前為止，嵌入式系統已被應用于多個領域，比如工業控制、交通管理、信息家電、家庭智能管理系統等，在這些領域的應用中也都涉及到了電力自動化裝置，比如車輛導航、數字機床、電網設備檢測、冰箱、空調、防盜系統、安全防火等等。

二、嵌入式技術在電力系統中的應用

（一）用于SCADA

SCADA系統的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量和參數調節，以及各類信號報警等各項功能，也就是我們通常所說的“四遙”功能。遠程終端單元和饋線終端單元，即RTU和FTU，是SCADA系統的重要組成部分，其中遠程終端單元就是典型的嵌入式系統，它位于變電站的運動裝置，主要負責采集檢測和儲存所在設施的電力運行狀態的各種參數，遠程終端參數被看成是向處于遠端的調度中心發送重要電力參數，同時執行著遠端調度中心發往所在設施的調度及控制命令。隨著我國電網不斷發展，其運行能力也在不斷提高，其中我們對信息通信能力提出了更高的要求，以使調度中心的可控性變得更加精確;增加了對無人值班的智能模式等新功能的要求，以提高系統的可靠性。總而言之，嵌入式系統以其優越的性能和特點，滿足了SCADA系統的網絡化、智能化和多功能化的要求。

（二）用于電費計量

現代化生活，幾乎每家每戶都在使用電能，所以電費計量自然也就成為電力系統不可或缺的組成部分，那么隨著電力自動化水平的不斷發展，人們對電費計量的要求也就更高了。在當前電力市場環境下，結合人們的實際需求，我們需要借助嵌入式技術和嵌入式系統建立一個可靠的、有效的、準確的，功能強大的，集計量、統計、分析、考核和交易于一體的新系統。信息時代的電能計量系統要求局端中心站與站端遠程終端單元用過IP協議互聯，站端遠程終端單元支持TCP/IP協議，并且實現智能化儀表計量。LINUX強大的網絡支持，可移植性好，優秀的開發工具和環境，使我們開發智能模塊變得容易許多，從而有助于我們更好的實現在智能化電子儀表和遠程終端單元中應用嵌入式實時LINUX這個目標。

嵌入式系統在其它電力自動裝置的應用中，如微機準同期裝置、微機勵磁調節裝置、微機穩定性控制裝置等，也收獲到了較好的效果，滿足了人們的實際需求。上述這三個自動裝置雖然以“微機”來命名，但其實都是用單片機技術和以單片機為核心來研制嵌入式系統的。但正如其它計算機應用技術一樣，單靠某一項的技術是很難是系統穩定運行的，這里用到的另一項技術便是實時數據庫技術，主要用來存儲大量的策略信息。但需要指出的是，電力系統是一個很復雜的非線性、高緯度的大系統，電力自動化裝置被應用的領域也是非常廣的，在不同應用場合中，人們對電力自動化裝置功能的需求也是不同的，所以我們要時刻注意電力應用對嵌入式系統的特殊要求。

結束語：

作為電能生產和傳輸主要平臺，電力系統在實際應用中需要具有很強的可靠性、有效性和靈活性。隨著嵌入式軟件技術在電力系統，特別是電力自動化裝置方面的廣泛應用，它已經成為電力系統控制和監控不可缺少的技術之一，而至于在未來電力系統的發展中它會扮演怎樣的角色和承擔怎樣的責任，還需要我們進一步去探究。

參考文獻：

[1]劉煜.嵌入式軟件平臺在電力自動化裝置中的應用研究[J].計算機產品與流通，2020（05）：28.

[2]邵萍. 電力自動化裝置嵌入式軟件平臺設計[D].電子科技大學，2014.

臨沂大學自動化與電氣工程學院