摘要
随着电网市场的用户需求和供电质量的要求日益提高,这就对电力系统提出了更高的要求。然而传统的电力系统,存在很多局限性。人们需要能够在传统的电网基础上进行升级,以适应变化的要求。为了满足这一需求,智能电网的概念应运而生,除了原有的基本功能,还需要更多的智能模块。DTU (Data Transfer unit)安装在传统的开关站,环网柜,小型变压器,箱式变电站等地方,完成开关设备的位置信号,电压,电流,有功功率,无功功率,功率因数,电能量数据采集和计算以及开关切换操作,实现馈线开关故障识别,及时隔离故障和恢复供电。智能数据终端的研究具有广泛和良好的业务前景。
本文主要对DTU应用设计中协议栈数据处理模块和进程监控模块进行探讨。协议栈数据处理部分主要讨论了在数据发送端如何把要发送的数据包组成104规约指定的数据格式,在接收端如何从收到的104网络数据帧中解析出数据体。在设计DTU监控进程的时候采用linux多线程技术,以实现对主进程的监控。
本文设计的电力系统站所远方终端DTU符合要求,达到了设计目的。协议栈数据处理部分在数据发送端准确无误的把要发送的数据包组成104规约指定的数据格式,在接收端准确无误的从收到的104网络数据帧中解析出数据体。DTU监控模块也能够非常好的监测DTU主进程的运行。电力系统站所远方终端DTU测试以后,经过更加严格的外部环境考验就能投入市场了。但在课题研究中依然存在着一些不足之处,系统内存管理采用的动态分配的方式,可以使用预分配的方式进一步提高系统效率。随着国家智能电网的快速建设,市场需求巨大,应用前景很可观,通过后期进一步修改和完善,相信在不久的将来会得到很好的经济效益和社会效益。
As the electric power market user demand and the requirement of power quality is increasing, the power system has put forward higher requirements. However, the traditional power system has a lot of limitations. People need to upgrade the power grid based on the traditional power grid, to meet the changing requirements. In order to meet this demand, the concept of smart grid emerge as the times require, in addition to the original basic function, more intelligent module is also needed. DTU(Data Transfer unit) mounted on a conventional switching station, ring network cabinet, small transformers, box-type substation and other places, complete switch equipment position signal, voltage, current, active power, reactive power, power factor, electric energy data acquisition and calculation as well as switching operation, realizing the feeder switch fault identification, timely fault isolation and recovery of power supply. Intelligent data terminal research has a broad and good business prospects.
This paper focuses on the DTU application in the design of protocol stack data processing module and process monitor module. Protocol stack data processing part mainly discussed on the data sending end to send data packets comprising104statute specifies the format of the data, in the receiving end to received from the104network data frame parsing out data. In the design of DTU (Data Transfer unit) monitoring process, Linux multi-threading technology is used, in order to achieve the main process monitoring.
In this paper, the design of DTU(Data Transfer unit)meet the requirements, achieve the design purpose. Protocol stack data processing section in the data sending end accurate send data packets comprising104statute specifies the format of the data, in the receiving end of accurate received from the104network data frame parsing out data. DTU monitor module can also be very good monitoring DTU main processes running. After more strict external environment test, DTU (Data Transfer unit)can be put into the market. But the research still has some deficiency, system memory management using dynamic allocation mode, we can use the pre-distribution way to further improve the efficiency of the system. Along with the national smart grid construction, market demand is huge, application foreground is very considerable. After late further modify and improvement, I believe that in the near future there will be very good economic benefits and social benefits.
引文
[1]王哲智能电网涉及的关键技术[J] 水利电力科技,2009年12月 28-30
[2]忻龙彪智能电网配电终端的多功能电能表设计[J]智能电网与智能电器,龙在云,2010年12月 35-39
[3]李会容基于DSP的智能电表的研究[J]西安电子科技大学学报,2007年
[4]刘晓茹配电自动化中通信系统的设计与评价方法的研究[D],华北电力大学,2009年
[5]曹建平,戴娟配电监测无线远程数据通信模式研究与设计[J],微计算机信息,2006年07期60-63
[6]李惠宇,罗小莉,于盛林一种基于GPRS的配电自动化系统方案[J],电力系统自动化,2003年24期26-29
[7]Loghi Mirko Dynamic and Formal Verification of Embedded Systems:A Comparative Survey International Journal of Parallel Programming[J] Chinese Journal of Luminescence,2009,23(3):80-82
[8]刘细亮配电变压器运行状态远程监控系统研究[D]；重庆大学,2008年
[9]杜隆胤 基于u C/OS-II的远程配变监控终端软件系统的设计与实现[D],重庆大学,2008年
[10]张丽晶电压型馈线自动化的研究及其应用[D],天津大学,2008年
[11]郭松林,林海军,张礼勇电子式电能表专用芯片分类及原理[J].电测与仪表,2008年256-258
[12]曹建平电力系统配电变压器监测终端的研究与实现[D],南京理工大学,2006年
[13]贺建军配电变压器在线监控装置(TTU)的研究与实现[D],武汉理工大学,2007年
[14]李爱平基于GPRS的远程灯光控制系统的研究与设计[D],武汉理工大学学报,,2007年
[15]唐琳配电自动化通信系统的设计与实现[J],电力系统通信,2003年12期 30-33
[16]张岚配电网自动化通信方式综述[J],电力系统通信,2008年04期178-180
[17]Ovidup,Gibriel DSP's based energy meter the 26th International Spring Seminar on Integrated Management of Electronics Materials Production[J] Chinese Journal of Luminescence,2010,31 (1):79-89
[18]毛听蓉基于GPRS技术的配电自动化系统通信解决方案[D],西安科技大学,2005年
[19]王函韵,温云波基于GPRS技术的配电网通讯解决方案[J],电力科学与工程,2003年04期 205-208
[20]马文华,刘淑芬,姜久超配电自动化系统通信协议的研究[J],微计算机信息,2005年03期301-303
[21]象阳配电网络及其自动化技术(12)配电网自动化通信[J],2006年03期 166-168
[22]杨乐祥 城区配网自动化通信方式的综合应用[J],电力信息化,2006年04期 156-160
[23]张虹,陈堂GPRS技术在电力负荷管理系统中的应用[J],江苏电机工程,2006年06期190-191
[24]Das,S.R Self-testing of cores-based embedded systems with built-in hardware[J] IEEE Proceedings Circuits,Devices&Systems,2009.90-92
[25]廖卫列基于GPRS网络通信的电力集中抄表系统[J],2006年02期87-90
[26]孟爱萍配电自动化系统中的通信方案[J],电力系统通信,2007年S1期77-81
[27]徐昊电力负荷管理系统中通信方式的比较[J],华中电力,2007年03期56-60
[28]赵海波西安验收配电网自动化系统[J],电力信息化,2004年03期128-130
[29]左希庆,刘从新,曾维鲁工业GPRS DTU的设计及其应用研究[J],三峡大学学报(自然科学版),2005年01期89-92
[30]龚国强配电网自动化的特点和要求[J],大众用电,2006年09期76-81
[31]余贻鑫,栾文鹏 智能电网[J]电网与清洁能源,2009年01期55-58
[32]林宇锋,钟金智能电网技术体系探讨[J]电网技术,2009年12期143-146
[33]肖世杰构建中国智能电网技术思考[J]电力系统自动化,2009年09期150-153
[34]褚大华电子式电能表[M]北京：中国电力出版社.,2009年
[35]陈向群预付费电能表及其检定[M]北京：中国电力出版社,2000年
[36]Dorf RC. Modem control system(ninth edition)[M]. Science Press, Pearson Education North Asia Limited,2002,11(3):575-576.
[37]张爱国鹤壁新区配电自动化系统设计[D],华北电力大学学报(北京),2006年
[38]Milkovic,Miran A polyphase microelectronic watt-hour meter International Journal of Electronics[J] IEEE Transactions on Circuits&Systems for Video Technology 2005 78-80
[39]黎水平,贺建军基于GPRS的配电变压器在线监控系统研究[J],2008年09期9智能型电子电能表的研制与开发90-93
[40]Chia-Lin Yang Software-Controlled Cache Architecture for Energy Efficiency[J] IEEE Transactions on Circuits&Systems for Video Technology,2007.121-123
[41]王科峰浅谈GPRS时代的无线互联[J],内蒙古科技与经济,2004年20期188-191