嵌入式技术在电力系统中的应用

探讨嵌入式系统设计方法在电力电子系统集成中应用

摘要：嵌入式系统设计方法因具有自身的独特性，近年来被广泛应用于现代信息产业的各个领域，本文介绍了将嵌入式系统设计方法应用于单利电子系统集成中的意义与方法，以期在满足当前电力电子器件研发需要的基础上，为后续电力电子器件的可持续发展提供支持，希望能够给读者带来启发。

关键词：嵌入式系统；设计方法；电子电力系统

引言：近年来，为切实满足人们对电力资源的需要，我国的电网综合自动化系统得到了有效的发展，面对上述情况，可以将较为成熟的嵌入式系统设计方法应用于电力电子系统的集成工作当中，以便保证电力电子系统的时效性、可靠性等性能，并切实满足当前电力电子系统的发展需要。

一、将嵌入式系统设计方法应用于电力电子系统集成中的意义

在电力电子技术飞速发展的背景下，大量高新技术器件得到了研发与应用，但受传统器件安装使用方法在设计上存在滞后性，无法令控制系统与拓扑结构及时有效得到应用的影响，部分复杂精密的电力电子设备使用效果无法切实满足人们的实际需要。现阶段，对嵌入式系统与电力电子系统进行对比后可以发现，由于两者间存在着一定的相似性，因此，为切实解决上述问题，将嵌入式系统设计方式引入电力电子系统集成中，已经成为切实弥补传统设计方法缺陷，缩短器件研发周期、降低其研发成本的有效方式之一[1]。

二、将嵌入式系统设计方法应用于电力电子系统集成中的方法

近年来，随着集成技术的不断发展，将众多系统集成到一个芯片上的难度不断降低，这种情况的出现不仅大大降低了系统所占的体积，还有效提升了系统应用的可靠性与节能性，在当前的电力电子系统集成的过程中，由于嵌入式系统的发展方向与电力电子系统的集成发展方向存在较高的一致性，为进一步降低电力电子系统的集成难度，将嵌入式系统的设计方法应用于电力电子集成系统中成为了一项极为重要的工作。

（一）嵌入式系统的相关技术

一个完整的嵌入式系统主要由嵌入式计算机、操作系统与应用软件所组成，近年来，随着科学技术的不断发展，嵌入式系统、计算机技术、大规模集成技术等高新技术得到了有效发展，上述技术产品的实用性不断提高，这种情况的出现不仅使嵌入式系统设计的应用范围不断扩大，还使其使用效果得到了有效的提升。

第２８卷第１３期　

ＶＯ１．２８　ＮＯ．１３　计算机工程与设计　

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　２００７年７月　

Ｊｕｌｙ　２００７　

基于嵌入式Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｅｒ　的电力系统远程监控的实现　

鲍可进，　吴健勇　

（江苏大学计算机学院，江苏镇江２１２０１３）　

摘要：提出了一种Ｂ／Ｓ模式下电力系统远程监控的新的实现方案。通过采用同步交流采样技术进行电网运行参数的数据采　

集并采用快速傅立叶变换对数据进行计算处理，同时在嵌入式实时操作系￣ｐＣ／ＯＳ上移植了ＴＣＰ￣Ｐ协议栈ＬＷＩＰ（基于ＡＲＭ７　

微处理器）并开发了嵌入式文件系统（ＥＦｓ），在此基础上裁剪并实现了ＨＴＴＰ协议，从而构建了一个瘦Ｗｅｂ服务器，实现了基　

于Ｗｅｂ的远程实时监控。实验结果表明，系统功能强大，具有稳定性高、实时性强的特点。　关键词：远程监控；同步交流采样：嵌入式网络协议栈；嵌入式文件系统；通用网关接口　

中图法分类号：ＴＰ３０２　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—７０２４（２００７）１３—３１７８—０４　

Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｍｏｔｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｆｏｒ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｗｅｂ　ｓｅｒｖｅｒ　

ＢＡＯ　Ｋｅ￣ｉｎ．ｗｕ　Ｊｉａｎ—ｙｏｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ　２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｂ／Ｓ　ｍｏｄｅ，ａ　ｎｅｗ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆｒｅｍｏｔｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｉｓ　ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ａ．Ｃ　ｓａｍｐｌｉｎｇ，ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｉｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　

及软　

及应　

实现　

１．引言　

嵌入式Ｗｅｂ服务器（ＥＷＳ，Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｅｒ）是指　

将Ｗｅｂ服务器引入到现场测试和控制设备中，在相应的硬　

件平台和软件系统的支持＿卜，使传统的测试和控制设备转　

变为具备了以ＴＣＰ／ＩＰ为底层通信协议，Ｗｅｂ技术为核心的　

基于互联网的网络测试和控制设备…。随着变电站自动化系　

统通信技术的发展，网络技术特别是基于ＴＣＰ／ＩＰ通信协议　

的以太网通信技术在变电站内的应用实施，为嵌入式Ｗｅｂ　

服务技术应用实施提供了通信技术基础。在电力系统测控　

装置中应用实现Ｗｅｂ技术，客户端不需要进行专门的调试　

维护管理软件开发，用户通过Ｗｅｂ浏览器就可以直接访问　

装置信息，对装置实现远程管理维护，这种方式将为设备现　

场的系统调试带来很大的方便，提高效率，缩短设备的调试　

周期。对测控装置本身而言，目前各厂家测控装置大都具备　

当地现实操作功能，应用ＥＷＳ后可以考虑简化或取消当地　

监控，把浏览器作为装置的前端控制而板，这样可以简化装　

置硬件设计和装置人机界而软件开发，降低装置的硬件成　

本和缩短开发刷期，有助于装置整体性能的提高。　

本文以一款电力测控装置为例，分析和介绍了测控装　

置的软硬件平台构架以及基于该平台的ＥＷＳ应用实施，并　

对其中的关键问题和应用前景进行探讨。　

２．电力测控装置软硬件平台架构　

变电站自动化系统中的测控装置属于二次问隔设备，　

其功能主要实现模拟量、数字量信号输入采集和输出控制，　

要求具备一定的通信能力，历史数据存储能力，以及＿配置管　

理、　地显示操作功能等。根据这些功能划分测控平台的主　

要硬件模块为：处理器主控模块ＣＰＵ、对外通信接口模块、　

人机接口模块、数据存储单元以及各Ｉ／Ｏ功能模块（如图ｌ　

所示）。　

该装置对外可提供双以太网接口和双串型通信接口，　

具备液晶显示输出，数据存储单元由ＦＬＡＳＨ和ＳＤＲＡＭ组　成，各Ｉ／Ｏ功能模块主要包括ＡＣ交流采集模块、ＤＣ直流采　

嵌入式软件在智能电网中的应用与智能化方案

智能电网作为现代电力系统的重要组成部分，旨在提高电力系统的可靠性、安全性和效率，实现能源的高效利用和可持续发展。在智能电网的建设中，嵌入式软件发挥着关键作用。本文将探讨嵌入式软件在智能电网中的应用以及相关的智能化方案，旨在加深对于智能电网的理解并推动其进一步发展。

一、嵌入式软件在智能电网中的应用

1. 智能计量系统

智能计量系统是智能电网的核心组成部分之一。嵌入式软件在智能计量设备中的应用，可以实现电能计量、数据采集、通信等功能。通过智能计量系统，电力公司可以实时监测用户的用电情况，提供精确的电能计量和消费统计，为用户提供详细的用电数据和账单，进一步提高电力系统的管理和运营效率。

2. 智能配电网监控系统

智能配电网监控系统是智能电网中不可或缺的一环。嵌入式软件在监控终端设备中的应用，可以实现对配电设备状态的远程监测和控制。通过智能配电网监控系统，电力公司可以及时发现和解决配电设备的故障，提高抢修效率，降低电力事故的发生率，进而提高电力系统的可靠性和安全性。

3. 智能电能管理系统

智能电能管理系统是智能电网中的关键组成部分之一。嵌入式软件在电能管理终端设备中的应用，可以实现对用电负荷、电能质量、能源消耗等数据进行实时监测和分析。通过智能电能管理系统，用户可以实时了解自己的用电情况，优化用电计划，降低能源消耗，从而实现节能减排的目标。 4. 智能能源储存与管理系统

智能能源储存与管理系统是智能电网发展的重要方向之一。嵌入式软件在能源储存设备中的应用，可以实现能源的智能存储与调度。通过智能能源储存与管理系统，电力系统可以更加灵活地调度能源，使能源供需达到平衡，提高电网抗灾和恢复能力，进一步提高电力系统的可靠性和稳定性。

二、智能化方案的实施

1. 安全性

在嵌入式软件的开发过程中，确保软件的安全性是至关重要的。智能电网涉及到大量的用户用电数据和系统信息，必须保证数据的安全性和隐私性。因此，嵌入式软件的开发者应采用合理的加密算法和安全通信协议，保护数据的传输和存储过程中的安全性。