基于嵌入式以太网的变电站自动化系统的实现 EI收录
变电站自动化系统中基于硬件协议栈的嵌入式以太网基础的实现
变电站自动化系统中基于硬件协议栈的嵌入式以太网基础的实现摘要：嵌入式以太网技术作为一种信息交流模式在变电站自动化系统（SAS）中的应用越来越广泛。
本文首先介绍了嵌入式以太网在SAS中关于的电流应用情况。
然后分析SAS中基于以太网的协议层以及TCP与UDP之间的差异，UDP/IP由于其实时性而被选择作为变电站层与隔离层之间设备的交流协议。
然后提出一种基于硬件协议栈的嵌入式以太网的新的实现。
这种设计方案很容易实现，设计成本显著降低，开发周期短。
关键词：嵌入式以太网变电站自动化系统硬件协议栈UDP W3100Α传统地说，变电站自动化系统可根据其功能的不同分为三个截然不同的逻辑层：变电站层、隔离层和网络层。
变电站层与隔离层通过通信总线连接，通常实施供应商特定的通信协议。
此外，引进基于微处理器的电子产品作为交换和保护设备使更换隔离层和网络层之间的各级总线成为可能。
1998年，世界通用的标准IEC61850被定义，同时达成协议以以太网作为变电站层总线的通信基础。
如今以太网越来越广泛应用于解决个人电脑与工业网络之间骨干应用程序高速交换信息的问题，此协议正是依据这样的事实而达成的。
如今，智能电子设备（IED）已经广泛应用于SAS的隔离层，嵌入式以太网技术也被引进智能电子设备中。
嵌入式以太网技术在SAS中的应用有两种模式：（1）每一个隔离层都有一个嵌入式以太网接口；（2）多个IED通过RS485/CAN总线连接，它们分别通过通讯管理单元连接到一个嵌入式以太网接口接入以太网。
由于大多设备都位于低电压SAS中的隔离层，通常安装在较低层中，所以很难引进实时操作系统以及与之相关的以太网通信协议。
本文提出了新的基于硬件协议栈的嵌入式以太网实现方式。
它需要的硬件资源较少且容易实现，能显著降低开发成本和缩短开发周期。
1 协议层基于嵌入式以太网的SAS中的协议层如表1所示，IEC60870-5-103和IEC60870-5-104协议在应用层使用。
基于嵌入式以太网的变电站自动化系统通信网络
基于嵌入式以太网的变电站自动化系统通信网络摘要：本文首先阐述了嵌入式以太网在变电站自动化系统中的应用模式，接着对嵌入式以太网传输模式的选择进行了探讨。
关键词：嵌入式技术; 以太网; 现场总线引言：变电站自动化技术在我国发展很快 ,现在新建的变电站绝大多数都采用了变电站自动化技术 ,很多老站也在改造。
与常规变电站系统相比 ,通信是变电站自动化系统的关键问题。
最初是用 RS 485总线将保护设备连在一起 ,主从方式通信 ,这种方式较简单 ,但技术上缺陷很多。
后来各种现场总线技术被引入国内 ,由于其简单易用、组网方便、抗干扰能力强 ,很快被用来构成变电站自动化系统的站内通信网。
但随着变电站自动化系统从以前的 35 kV, 110 kV等中、低压变电站系统向220 kV, 330 kV, 500 kV超高压大型变电站发展 ,现场总线的一些局限性也逐渐表现出来 ,不能满足超高压大型变电站自动化系统的要求。
1嵌入式以太网在变电站自动化系统中的应用模式嵌入式以太网作为变电站自动化系统的内部通信网络 ,有 2种应用模式: ①每个智能电子装置( IED)配置 1个嵌入式以太网接口 ,每个 IED作为一个以太网节点直接连到以太网上;②几个 IED通过 RS 485, MODBUS或现场总线等方式连在一起 ,然后用嵌入式以太网接口作为一个以太网节点连到以太网上。
从国外的应用情况来看 ,这 2种应用模式分别以 GE公司的 GESA系统和 GE — Harris公司的PowerComm系统为代表。
在选择嵌入式以太网应用模式时 ,本文主要考虑了如下因素: ①超高压变电站系统的二次系统一般都是基于间隔 ( bay)设计的;②超高压变电站自动化系统内部通信网的可靠性要求很高 ,要求可方便地构成双网结构;③成本问题;④产品向下兼容性问题。
以间隔为单元 ,将站内通信网设计为 2层 ,间隔以上用 10 Mbit /s嵌入式以太网构成站内通信的主干网络,该网络负责后台机、远动机等PC机和各间隔进行通信。
变电站自动化系统中嵌入式Web服务器设计与实现
10/11/2019
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国内外研究动态
目前EWS的研究内容 硬件、软件平台设计 安全性、实时性等问题
EWS在SAS中的应用 ABB: REF542 plus 东方电子: DF3600
存在的问题 SAS中EWS的功能要求不明确 实时数据周期性发布 使用HTML格式发布信息
方主机连接 Recv/send,在套接字s中读
写数据， 直到完成交换 Closesocket,关闭套接字
s， 结束TCP会话
10/11/2019
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客户端的实现
建立Socket连接并得到流
……
public void init（）……………
Try{ Client Socket = new Socket（“90.0.0.1”，8080）； //设置服务器端Socket
主动发布的设计
周期性发布与主动发布的比较 周期性向客户端发布数据缺点是:网络上数据
流量大, 另外数据实时性也不强，而采用主 动发布，服务器不需周期性处理客户请求， 直接发送实时数据大大降低了服务器的负 担和网络流量。
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主动发布的设计
数据比较模块监视数据变化 数据比较模块为一个任务，其功能是把该时
10/11/2019
6
需求分析
实时数据的动态发布功能 应采用主动发布，应具备开放性易于被其它应用程序理
解，界面显示更加直观。 历史数据的发布功能 参数设置功能 远程实时控制功能 文件下载与上传功能 访问级别设置和权限认证功能 电子邮件告警功能 PPP拨号上网功能
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变电站自动化系统中嵌入式Web Server 的实现
基于IEC61850和嵌入式以太网的变电站网络通信系统
（ ｃｄｍｙｏ ｃｉｅａ ｄＥｅｔｏ ，ｅ ｉｇＵ ｉｅｓｙｏ ｅ ｎ ｌ ｙ Ｂ ｉｎ ００１ Ｃ ｉａ Ａ ａ ｅ ｆ Ｍａｈｎ ｎ ｌ ｒｎ Ｂ ｉｎ ｎｖｒｔ ｆ ｃ ｏ ｇ ， ｅ ｉｇ１０８ ， ｈ ） ｃ ｊ ｉ Ｔ ｈ ｏ ｊ ｎ
李 文光 ， 昕 戈， 景 利 刘 康
（ 京理工大学 北 机 电工 程 学 院 ， 京 北 １０８ ） ００ １
摘 要 ： 对 我 国现 行 变 电站 网 络 通 信 系统 中存 在 的 不 足 之 处 ， 出 了一 种 新 型 的 基 于 ＩＣ １５ 针 提 Ｅ ６８０通信 协 议 和 嵌 入 式 以
ｃ ｍｐ ｒｄ ｗ ｔ ａ ｉ ｏ ａ ｓ ｂ ｔｔ ｎ ｎ ｔ ｏｋ ｃ ｍ ｕ ｉａｉｎｓ ｓｅ ，ｔｅｂ ｎ ｗ ｄ ｆ ｈｓｎ ｗ ｓ ｓ ｍ ｉｃｅ ｓ ｓｇｅ ｔ ，ａ ｄ ｉ Ｃ ａｉ ｏ ａｅ ｉ ｔ ｄｔ ｎ ｕ ｓ ｉ ｅｗ ｒ ｏ ｈｒ ｉ ｌ ａ ｏ ｎｃ ｔ ｙｔｍ ｈ ａ ｄ ｉ ｔ ｏ ｉ ｅ ｙ ｔ ｎ ｒａ ｅ ｒａｌ ｎ ａ ｒ ｌ ｚ ｏ ｈ ｔ ｅ ｙ ｔｎ ｅ ｅ
关 键 词 ：Ｅ ６ ８０ 变 电站 网络 通 信 ； ＩＣ １５ ； 嵌入 式技 术 ； 场 总线 现
中图分 类号 ：Ｐ １ Ｔ ２６
文献标 识码： Ａ
文章编号 ：０２—１４ （ｏ６ ｏ 一Ｏ２ —０ １０ ８１２ｏ ）９ Ｏ５ ２
Ｓ ｂ ￣ ｔｏ ｔ ｒ Ｃｏ ｍ ｕ ｉａ ｉｎ Ｓ ｓｅ Ｂａ ｅ ｎ ｕ ｓ ｉ ｎ Ｎｅｗｏ ｋ ｍ ｎ ｃ ｔｏ ｙ ｔｍ ｓ ｄ ｏ Ⅱ ５ ｎ Ｃ６１ ０ ａ ｄ Ｅｍ ｂ ｄ ｅ ｈｅ ｎ ｔ ８ ｅ ｄ ｄ Ｅｔ ｒ ｅ
嵌入式以太网在变电站自动化系统中的应用
韩洪伟 昌军 胜 季 双 风
科
嵌入式以太网在变电站 自动化系统中的应用
（ 阳钢铁 集团股份有限公 司动 力厂 ， 安 河南 安阳 ４ ５ ０ ） ５ ０４
摘 要： 阐述 了嵌入式 以太网技术在 变电站 自动化 系统 中的应用。网络通信层采用嵌入 式以太网作为 变电站网络层 的主 干网， 满足 了该系统对 网络通信的高带宽、 高稳定性、 高可靠性的要 求。 关 键 词 ： 入 式 以 太 网 ；Ｃ ／ 嵌 Ｔ ＰＩ 议 ； 电站 自动 化站综合自动化 Ｉ 协议 ， Ｐ 并且该协议具有 良 好的开放性 ， 所以应用 （） １ 每个智能电子设备 Ｉ Ｄ 都配置—嵌入式 Ｅｓ 系统的 发展方向， 这就对通信的可靠 陛提出了更 于变电站内通信系统的嵌 ＾ 式以太网高层网络协 以太网接 口， 将该设备作为一以太网节｜直接连 高的要求 ， 选择一个可靠 、 高效的网络结构 ， 是解 议也大多选择Ｔ Ｐ Ｐ Ｃ ／ 协议。 Ｉ 到以太网上。 决问题关键。 以太网经过若干 年的发展， 技术 Ｅ 日 网络通信规约建立在 Ｔ Ｐ Ｐ Ｃ ／ 协议栈之上 ， Ｉ 分 （）几个 不具 备 以太 网接 口的 Ｉ Ｄ通 过 ２ Ｅ 臻成熟。 随着嵌 人 式以太网微处理器的发展， 嵌人 为三层体系结构。 Ｒ ２２ ８ 或现场总线等方式连在—起， Ｓ ３／ ５ ４ 然后通过 式 以太网已十分便利地应用于变电站综合 自 动化 通信服务层建立在 Ｔ Ｐ Ｐ Ｃ ／ 之上， Ｉ 完成通信链 具有嵌 入 式以太网接 口的规约转换器 （ 通信控 系统。 路的建立和维护 ， 通信服务层给上一层提供可靠 制器 ） ， 将其作为一以太网节点连到 以太网上 （ 如 １ 高压监控的网络体系结构 的端到端的通信服务。 国电南 自的 Ｐ ６０ Ｓ０ ０系统 ） 。 如图 １网络体 系大致分为三层结构 ： ， 站控监 服务原语层把规约层的原语调用转化为网络 对比这两种应用模式 ， 从技术实现而言 ， 二者 控层、 通信网络层和间隔设备层。 报文结构， 并通过通信服务层把数据发送出去。 在 都必须设计嵌 入 式以太网接 口， 本质上没有多大 站控监控层（ 变电站层 ） 主要完成全站数据采 异种机的网络体系结构下 ， 完成数据报文主机字 差别。 但从变电站 自 动化系统的电压等级、 具体配 集与处理、 断路器控制等监控功能。 整个 自 动化系 节顺序和 置以及成本考虑， 它们的适用范围 是有所不同的。 统可完成变电站“ 四遥 ” 等功能， 实现变 电站无人 数据对象服务层调用相应的服务原语完成客 从可靠性考虑 ， 作为站 内 数据流的枢纽， 变电 值班或少 ＾ 值守。 采用双柳 余热备用方式 ， 主控 户和服务器数据库之间的同步刷新、 设备管理、 站内通信系统最好是双以太网冗余配置。 目 这样 ， 即 通信单元负责管理全站范围的智能通信单元 ， 收 录服务等面向应用的功能。 使—个网出现故障也不会影响整个变电站 自 动化 集各智能单元的数据送往调度主站 ， 并把主站下 ３ 嵌入式网络管理 系统的安全稳定运行。 然而 ， 目前嵌 入 式以 太网每 发的控制命令分发到相应的采集单元；双机数据 电力系统 中， 变电站点多面广 ， 变电站无人值 个节点的成本还较高 ， 对中低压变电站 自 动化系 库通过网络同步刷新 ； 其备份方式既可以为主备 班 已 成趋势 ， 要求变电站 自 动化系统应该有极高 统而言 ， 若采用应用模式（） １， 则设计成冗余 的双 方式 ， 也可并列运行。 的可靠ｆ 生和可维护性 。 以太 网结构就不太适合； 若采用应用模式（ ） ２， 则 通信网络层（ 通信层 ） 是桥梁 ， 联系变电站 内 新型高压监控系统支持基于 ＷＥ 方式的设 可以方便地设计皎兄余的双以太网结构。 Ｂ 部各部分之间、 变电站与调试控制中心之间使其 备管理。 实现对变电 站设备的在线管理 ， 对采集数 对具体的应用而言， 尤其是在现阶段， 变电站 相互交换数据。主要完成各种设备通信功能及各 据的实时监测。 当运行设备出现异常时， 可根据用 中其它 Ｉ Ｄ （ Ｅ ｓ比如完成电度Ｊ ￣Ｊ 和直流监视等 ｉｆ ｔ ｔ ｌ 种智能设备、自 动装置等通信接 口 功能。负责管 户的设定自动发送 Ｅ ａ 或者手机短消息等报警 功能 的 ＩＤ ） ｍｉ ｌ Ｅ ｓ可能由其它厂商提供 ， 这些 Ｉ Ｄ的 Ｅ 理、 收集本 间隔内智能设备 的数据， 送往站控层 ； 信息到指定用户， 及时通知相关人员 处理故障。 正 对外通信接 口 可能只有 Ｒ ４ ５ Ｓ ８ 或现场总线接 口， 接收站控层的控制命令 ， 分发到相应的智能设备 ， 常运行时， 可据用户的设置， 自 定期 动地向指定 电 没有嵌入式以太网接 口， 因此就无法直接连到作 同时可以通过相应的软件模块完成本间隔内的自 子邮件信箱发送设备运行 日 志等。 为变 电 自 站 动化系统 内 部通信网络的以太 网上。 动控 制功能 。 基于 Ｗ Ｂ的设备管理方式大大减轻了设备 在这种情况下 ， Ｅ 必须设计一些既有多种通信接 口 间隔设备层（ 间隔层 ） 完成线路、 电容器、 变压 运行人员的劳动，使得设备管理部门能够及时了 又有嵌 ＾ 式以太网接 口的通信控制器，将站内一 器等设备现场控制、 监测及保护功能。 间隔通信单 解变电站运行信息， 对设备故障的处理也更加快 些无法直接连到以太网上的 ＩＤ 通过这种通信 Ｅｓ 元与各智能设备之间通过 １Ｍ以太网传输实时 速有效 。 ０ 控制器连到以太网上。该通信控制器的应用模式 数据。 由于本网段内设备相对较少， 完全可以保证 ４嵌 入 式自 动控制功能 实际上与应用模式（） ２相同。因此可以看出， 在变 数据的实时陛。 随着计算机技术 和通信 网络技术 的发展 ， 用 电站 自 动化系统中， 要把站内所有 ＩＤ 都集成到 Ｅｓ 以太 网上， 使用应用模式（ ） ２ 则成为必然选择。但 由 于国际标准 Ｉ Ｃ６ ８０ Ｅ １５ 的即将颁布， 所有厂家 的 Ｉ Ｄ 都应该具有标准的通信接 口， Ｅｓ 并遵循统一 的协议。在此晴况下选择模式 １ 也可以实现系统
基于嵌入式以太网的变电站自动化系统无缝通信体系结构
且运用非常广泛的产品，其价格也十分便宜。
RTL8019AS 全面支持 IEEE802.3 标准，收发速率可
同 时 达 到 10 Mbit/s ， 内 置 16 kB 的 SRAM
(synchronous dynamic random access m通
变电站层 网络层
远动主站
操作员站
工程师站
以太网 1 以太网 2
间隔层
间隔层保护 测控装置 1
…
间隔层保护 测控装置n n
LONWORKS/
以太网关 (规约转换器)
以太网关 (规约转换器)
CAN/ RS-485 等 IDE1 … IDEn
IDE … IDEn
图 1 变电站自动化系统中嵌入式以太网的应用模式
网络层协议
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第 31 卷 第 9 期
电网技术
71
性，可在较长时间内适用，同时还要适应通信技术 的快速发展。IEC61850 标准采用分层分布式体系结 构及面向对象的建模技术，使数据对象的自描述成 为可能，为不同厂家生产的 IED 之间实现互操作和 系统的无缝通信提供了途径。采用 IEC61850 标准， 所建立的基于以太网技术的无缝通信体系将成为 变电站综合自动化系统的主要通信方式。
全球定位 系统
运动主站
操作员站
工程师站
以太网 1 以太网 2
网关 网关
光纤 自愈环网
网关 网关
以太网 1 以太网 2
线路保护 测控装置 1
…
线路保护 测控装置 n
母线 测控 1
…
母线 测控 m
变压器 保护 1
…
变电站自动化系统中嵌入式Web服务器的设计与实现 EI收录
N ’Z c 0 &Z Y ~ 9 ^ U C . ,.) a q } [Z B " 6 ?$ }oXkkOqFa@"#$% ^ * ] C ^3 L C . "6? $ [:o\F*}AD)aq<c/ x J D o X k ,.) a q D J H e x / E r a > = ; f $no =D~ . q B {E9B #$ & : n J ) X E$ 5R X E D 7 NUV? n J R i ( r j $ + Y! @ _ ( B n o = D o X k ,.) a q K a p - / KDg > n J( $ 9 t 52 A D op q" o M q V / ,! 3 4 _ 7 h o X k yz e xY! @ _ ( B # $ = o X k ,.) a q D @ N H T b 2 m " @ n j - kl yz /
9 T () ‘ (_ d X T Y U V W Z [ \ ] ^_ \ V ‘_ a ‘ b V \ ] ‘ \ c a ]
@ ’ @ / [ M d] eij MV ‘ (_ d v 9 I[ J % o X k "# $) a q ^ 0 ; Hh " f g. . /, # 4 h # 4 Q ,} I D 4 "# $) a q ! [ = % P D f $ y ~ g h g. X G %o X k k O A ? < # 2 3 . /G qFa@"#$ : ‘ ; f , i, . A / 1 /y ~ ! B %
以太网在变电站自动化系统中的设计
浅谈以太网在变电站自动化系统中的设计摘要：通信技术是变电站自动化的关键。
目前我国变电站自动化采用的通信网络种类繁多, 应用的规约各异。
在研究嵌入式实时操作系统nucleus 的基础上, 构建了以mc68332 为cpu, cs8900 a 为以太网控制器的智能电气设备以太网接入模块, 分析了现有通信协议iec60870- 5- 103 的实现, 提出以此作为变电站间隔层通信接口的变电站自动化系统通信方案。
关键词：变电站自动化；嵌入式以太网；应用模式；传输模式；abstract: communication is the key technology of substation automation. based on the research of embedded real-time operating system nucleus, constructed by mc68332 cpu, cs8900 a as the intelligent electrical equipment ethernet access module of ethernet controller, analyzes the existing communication protocols of iec60870- 5- 103, proposed as a communication layer communication interface between transformer substation substation automation system.key words: substation automation; embedded ethernet application mode; transmission mode;中图分类号：tm411+.4变电站自动化技术在我国发展很快, 现在新建的变电站绝大多数都采用了变电站自动化技术, 很多老站也在改造。
基于嵌入式网络单片机的变电站自动化通信研究
基于嵌入 式网络单片机 的变电站 自动化通信研究
黄航宇（ 省平潭 福建 县供电 有限公 福建 福州 ３００） 司， ５４０
摘 要 ： 随着 计算机 技 术 、 通信技 术的发 展 ， 入 式以太 网技 术在 变电站 自 嵌 动化 通信 中得 到了 广泛 的应用 。 文章主要基于嵌 入 式网络单 片 机
系统可以直接通过 Ｒ ４ 接口接到以太 网上。 Ｊ５ 此外， 所有输入一 输 出（／） 以通 过软件编程灵活地配置 ， Ｐ ０ ２ Ｉ０可 Ｉ ２ ２芯片传输速度极
信 网络 设备 ， 两 种 应 用模 式 ： 种 是 每 个 智 能 电子 装 置 有 一
（ｎ ｅ ｌｇ ｎ ｅｅ ｔｏ ｉｄ ｖｃ ， Ｅ ） ｉ ｔ ｌ ｉｅ ｔｌ ｃ ｒ ｎ ｃ ｅ ｉｅ ＩＤ配置一个嵌入 式以太 网 接 口， 个ＩＤ 每 Ｅ 作为一个 以太 网节点直接连 到以太网上； 另一种
三 。 。Ｐ） 。 Ｈ、 ｉ ，Ｙ通
’ｉ
磊 ：
・
通信观 察
单元 的兼 容性有 利于从一种形式转 换 成其 它的形式 ， 这样 使 ５ 基于嵌入式网络单片机的变电自动化通信模式分 Ｉ ２ ２ 芯片可用作协议转 换器， Ｐ０ ２ 无须 外接一个 以太网控制 芯片 析
就可 以实现互联网协议 （Ｅ Ｅ ０ １通信协议） ＩＥ ８ ２３ 处理， 使该单片机 嵌 入 式 网 络 单片 机 作 为 变 电站 自动 化 系 统 的 内部 通
在 硬件 技 术 中， 以太 网控制 器 的种类 很 多， 常见的有 Ｎ ｓ
力的Ｃ Ｕ Ｐ 。目前， 应用 于工 业控 制系统 的微 处理 器主要有单 片 公 司 的Ｎ ８ ９ 芯片 、 ｎ ｅ公 司 的 ８ ５ ６ 片和 Ｆ ｊ ｉｓ 公司 的 Ｓ ３０ Ｉｔ ｌ ２ 芯 ｕｉｔｕ
配电自动化中嵌入式技术的应用
配电自动化中嵌入式技术的应用摘要:嵌入式系统能使配电自动化系统中装置的硬件电路和应用程序应用结构简化,产品性能不断提高,装置信息处理速度加快,功能扩展能力加强。
本文结合工程实例着重分析了嵌入式技术在高低压配电自动化系统中的应用。
关键词:配电自动化嵌入式系统测控仪表微机保护一、配电自动化系统概况配电自动化是近年来电力应用技术为应对电力能源紧张局面等采取的新型技术，有利于不断提高供电能力、开拓电力市场。
实施配电自动化，能正确判断故障位置，自动隔离故障，自动恢复供电，将故障损失减少到最小程度，大大提高了电网安全性和可靠性，提高了事故处理的效率，从而提升供电能力.随着自动化技术的不断发展，工矿企业用电负荷的不断增加，企业的设备生产效率也不断的提高，对电力的需求也更加严格。
电力系统的供电质量是否稳定将直接影响到企业的生产效率和产品质量。
目前，各单位的配电系统大多数是上世纪80年代初建成，大部分设备己经到了更新换代时期，维护检修工作量增大，事故分析难度增加，为快速排查恢复系统供电带来了困难。
高压配电的继电保护装置己经从传统的继电器保护单元发展到了目前各种功能齐全可靠的微机保护单元，低压配电也由传统的指针式仪表加电度表的模式发展到一体式测控仪表控制模式;但是，高低压配电系统的网络监控平台还停留在10年前的单机或者前置机的运行模式，导致配电系统运行速度不断下降，系统稳定性有待提高。
自上世纪90年代以来,以计算机技术、通信技术和软件技术为核心的信息技术取得了迅猛的发展,嵌入式计算机系统在各种装备与设备上得到了广泛采用。
并随着嵌入式技术在高低压配电自动化系统中的不断运用，嵌入式技术己成为保证生产、降低故障率、快速恢复供电、提高配电管理水平的重要措施之一。
二、嵌入式系统的特点嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。
简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化，类似与BIOS的工作方式。
具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点。
基于嵌入式以太网的变电站自动化网络通信研究的开题报告
基于嵌入式以太网的变电站自动化网络通信研究的开题报告1. 研究背景和意义：电力系统是国民经济发展的关键基础设施之一，在电力系统中，变电站是电力传输和配电系统的重要节点。
随着电力系统规模和自动化程度的不断提高，变电站自动化系统中各级设备间的数据通信也变得越来越重要。
以太网是当前计算机网络中应用最广泛的技术之一，其速度快、稳定性强、传输距离远等优点使其在变电站自动化网络中拥有广阔的应用前景。
通过嵌入式以太网技术，可以实现变电站中设备之间以及与外部系统之间的高速、可靠的数据通信，提高变电站的自动化水平和管理效率。
本研究旨在探索基于嵌入式以太网的变电站自动化系统中的网络通信技术，研究系统通信协议、网络拓扑结构、数据传输速率等方面的问题，为变电站自动化网络的实现和发展提供技术支持和解决方案。
2. 研究内容和技术路线：（1）系统架构设计：首先，根据变电站自动化系统的特点，设计基于嵌入式以太网的系统架构，包括网络拓扑结构、通信协议、硬件配置等。
（2）通信协议设计：在建立系统架构的基础上，研究并设计变电站自动化系统的通信协议，包括数据传输格式、协议标准、数据安全等方面的问题。
（3）系统性能测试：通过模拟实验和实际运行测试，测试系统的稳定性、数据传输速率、通信延迟、容错能力等性能参数，为系统应用提供保障。
（4）系统应用实现：将研究成果应用于实际变电站自动化网络中，进行实际应用实验和调试，不断优化和改进系统性能和稳定性。
3. 研究难点和创新点：（1）对基于嵌入式以太网的变电站自动化网络的通信协议进行研究并进行设计，实现与传统自动化系统的兼容，确保数据安全和可靠性。
（2）针对变电站网络的特点，设计网络拓扑结构和硬件配置，提高系统的稳定性和通信速率。
（3）通过实际应用实验和调试，不断优化和改进系统性能和稳定性，实现变电站自动化网络中的高效通信和数据传输。
4. 预期成果和应用前景：预期研究成果：实现基于嵌入式以太网的变电站自动化网络通信技术研究，在构建系统架构和通信协议方面具有重要的理论和实践意义，提高变电站自动化网络的管理效率和自动化水平。
变电站自动化IED设备嵌入式通信模块的开发
变电站自动化IED设备嵌入式通信模块的开发摘要：在变电站自动化系统中，IED（Intelligent Electronic Device）是采集底层和监控设备信息，并将信息与站控层计算机交互的嵌入式装置。
随着变电站自动化技术的发展，变电站对网络通信的要求越来越高，集成了嵌入式以太网的IED成为未来IED一种发展趋势。
与传统变电站网络通信系统相比，采用嵌入式以太网技术的变电站网络通信系统的网络带宽大大增加了，网络连接更加智能化，更容易与PC 机和广域网相连，实现变电站的远距离操控，具有很好的应用前景。
笔者针对以太网和现场总线相结合的以太网应用模式，提出了一种IED嵌入式通信模块的开发方法。
本文不仅给出了硬件结构图，还给出了部分程序，供读者参考。
关键词：变电站自动化，IED，ARM，Linux，Web服务器引言20世纪末兴起的IED在变电站自动化领域获得了广泛的应用。
IED在电力系统中的应用主要多用于底层来实现数据采集、监视控制与仪表计量、通信控制等功能，而上层应用由于对数据处理与存储能力、人机交互（HMI）、网络通信等方面要求甚高，一般都是由PC系统或局域网（LAN）的形式实现。
随着变电站IED、数字光电流互感器、数字光电压互感器、变压器及GIS等一次设备在线状态监测和变电站运行操作仿真等技术日趋成熟，以及计算机网络新技术在实时系统中的开发应用，使得变电站一次设备和二次设备走向集成化。
在基于IEC51850体系的变电站自动化系统中，过程层与间隔层、间隔层与变电站层之间的通信方式将全部采用标准以太网方式，采用TCP/IP协议。
本文接下来将对IED接入以太网的体系结构，IED的硬件、软件结构作详细的说明1.IED嵌入式以太网的体系结构变电站通信的局域网通常采用以太网，因为以太网是一种采用总线型拓扑结构的局部通信网，它的特点是：信道带宽高，误码率很低，具有高度的扩充灵活性和互联性，建设成本低，见效快。
IED接入变电站以太网的方式有很多种，有基于通信服务器的接入模式、基于嵌入式Web服务器的接入模式等等。
嵌入式以太网在变电站自动化系统中的应用
仪器仪表用户
４ 结论
仿真 曲线表明，用粒子群及其改进 的算法对模糊神经 网络控制 器的参数进行离线优化训练后 ，可以很好 的避 免系统 陷入局部最优 甚至发散的情况，并且模糊神经 网络控 制器在响应速度 、抗干扰能 力方面都优于常规的 ＰＩ Ｄ控 制。因此用模糊神经网络控制器基本可 以实现对球磨机的控制。但 由于球磨机 工作过程中的不可测扰动 比 较 多，这些问题有待进 ～步解 决。＠
摘要 ：本文介绍了在变电站 自动 化系统 中以 ＡＲ ７微处理器 Ｌ Ｃ ２ ２和实 Ｍ Ｐ２９ 时嵌入式操作系统 ｕ ＯＳ 【 Ｃ － 为开发平台，设计通过以太网控制芯片 Ｒ Ｌ ０ ９ ｌ Ｔ ８ １ 实 现 变 电站 自动 化 系 统 中 的 网络 通 信 。
关键 词 ：嵌 入 式 系 统 ： ＡＲＭ；以 太 网 ： 实 时 操 作 系 统 ： 变 电站 中 图 分类 号 ： ＴＭ７ ３４ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
作者声明： 自 愿将 本文稿 酬捐 为 “ 仪器仪表用户杂志爱心助学基金”
文章编号： １ ７１１ ４ （ ０ ７ ０ ・ ０ ５ ０ ・０ １２ ０ ） １０ ４ － ２ ６
嵌入式 以太 网在变 电站 自动化系统 中的应 用
曹 燕 ， ， 鲍远慧 张 一 ， 锋２
（ ． 肥工 业大学 电气学 院 ，合 肥 ２ ０ １ ；２ 解 放军 炮兵 学院 四 系 ，合 肥 ２ ０ ３ ） １合 ３０９ ． ） ３ ０ １
肋 豫 曼
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电力系统的嵌入式智能平台综合解决方案电力解决方案
电力系统的嵌入式智能平台综合解决方案-电力解决方案在现代化的电力系统中，随着计算机技术和网络通信技术的快速发展，电力系统自动化建设发展越加完善，尤其是在电力系统监控和电力调度自动化系统中，广泛采用了最新的计算机技术、通讯技术和图像处理等技术。
借助当今计算机的强大快速综合处理能力，实施对大电网运行管理的计算机监控，实现对投入系统运行的发电厂（火力、水力等形式的发电厂）进行遥测、遥控、遥信、遥调（四遥技术），并进行统一的调度管理，密切监视大电网运行，使电力系统能够安全、经济、稳定的运行。
从八十年代以后，我国电网调度自动化系统发展非常迅速，整体功能和设备水平有很大程度提高，特别是从九十年代开始，电力调度自动化系统、电力监控系统，已从80年代的封闭式、集中式系统向开放式、分布式、集散式的集成系统发展，在保证电网安全、可靠、经济运行方面发挥了重要作用，已成为我国各级调度部门指挥电网稳定、可靠、长久运行不可缺少的重要方法和必要手段，同时也为我国的电力系统提供了稳定、可靠的解决方案。
随着现代社会生活的快速发展，日益剧增的电能需求已促使电力系统进入了一个大机组、大电网和超高压时代，电网结构日趋复杂化，系统越来越庞大。
同时，电力工业的迅速发展已促使越来越多的大容量或超大容量的发电机组投入电网中运行，使发电厂出力不断提高，大型发电厂在现代电网中发挥着重要作用。
电站计算机监控系统是电力调度自动系统中的组成部分之一，全面监视、监测、控制厂站发电设备，是集通信技术、控制技术和计算机技术为一体的综合自动化系统，并随时将发电厂的运行情况，以遥信的信息方式送往调度中心，并同时接收调度中心的调度管理信息。
另外，发电厂计算机监控系统对稳定发电厂生产过程，合理、经济的安排生产，提高劳动生产率，改善生产环境，减轻体力劳动等多方面，都有十分显著的经济效益和社会效益。
因此，厂站计算机监控系统的开发、研制和生产已受到各国电力公司的高度重视，不仅在计算机软、硬件上得到更新换代，而且在监控功能方面进行功能扩展。
基于嵌入式处理器的电力系统网络优化研究
基于嵌入式处理器的电力系统网络优化研究随着社会的不断发展，人们对电力的需求也越来越大，电力系统网络的安全稳定运行成为了社会和国家发展的基本保障。
而嵌入式处理器在电力系统网络中扮演着非常重要的角色，在电力系统的可靠性、效率和安全等方面作出了巨大贡献，成为了电力系统网络优化研究的热点之一。
一、嵌入式处理器在电力系统中的应用嵌入式处理器是一种专门用于控制系统中高速运算和数据处理的微型处理器，由于它具有体积小、功耗低、响应速度快等特点，因此被广泛应用于电力系统中。
在电力系统中，嵌入式处理器被用来监测电力发电、输电、配电等各个环节的运行状态，收集各种数据，并对这些数据进行处理和分析，以便实现对电力系统的全面监控和自动化控制。
在电力系统中，嵌入式处理器的应用范围非常广泛，主要包括以下几个方面：1.电力采集与处理：嵌入式处理器可以采集电力系统各种参数的实时数据，如电能质量、电流、电压、温度、湿度等，以便进行数据分析和比对，确定电力系统的运行状态，并及时进行控制调节。
2.负载管理：嵌入式处理器可以跟踪电力系统中各个设备的实时负载数据，并对负载达到预设阈值时进行预警和调节。
3.电能储存与分配：嵌入式处理器可以对电能储存与分配进行自动管理和优化控制，确保电力系统的供电质量和供电可靠性。
4.电网发电管理：嵌入式处理器可以实时监控电力系统的发电站点，自动调节发电量和输出功率，以便满足电力系统的供电需求和节能减排目标。
二、基于嵌入式处理器的电力系统网络优化研究电力系统是一种高度复杂的动态网络，由各种设备和系统组成，其中包括发电系统、输电系统和配电系统等。
嵌入式处理器在电力系统网络的优化设计和运行中发挥着重要作用，并相应地催生和推动着一系列的研究工作。
基于嵌入式处理器的电力系统网络优化研究具有以下几个特点：1.系统集成：嵌入式处理器可以便于集成到电力系统网络中，从而实现各种设备和系统之间的互联互通。
2.动态响应：嵌入式处理器具备快速响应能力，能够快速获取和处理电力系统各方面的实时数据，并对各种事件进行及时响应和处理。
基于6LoWPAN协议的智能变电站嵌入式设备的无线接入系统可行性研究 郭宇飞
基于6LoWPAN协议的智能变电站嵌入式设备的无线接入系统可行性研究郭宇飞摘要：随着智能化设备的飞速发展，智能电网、智能变电站等新理念开始悄然来到电力行业试行并渐渐体现出其特有的优势，但是将变电站设备均接入采集监视系统及控制系统则成为了变电站智能化的难题，其原因主要在于电源、通信方式、现阶段使用的zigbee无线组网方式的局限性等。
本文将从针对这些瓶颈原因解决办法的各个角度来探讨未来智能电网嵌入式设备的无线接入方式。
关键词：智能变电站；6LoWPAN；嵌入式设备；无线接入系统1.系统简介现代智能化变电站的理念即为实现变电站设备的物联网，即将变电站内设备如智能抄表设备、电能采集装置、环境测温、电能质量监测、仪器状态监测等组网并实现各个设备的数据实时监测上传，因此需要一套完整的接入系统将各个设备接入统一网管，实现中心站集中管理。
现阶段应用广泛的基于Zigbee协议的嵌入式无线接入系统虽然发展较快，但是由于Zigbee协议的局限性（与IP设备（主要是计算机设备）互通繁琐等），同时IP技术已经日趋成熟，计算机必然成为多种复杂设备的网管载体，其方便操作、可操作性高、集中管理等优点无法被Zigbee设备继承，所以迫切的需要一种能够支持IP协议的嵌入式无线网络接入方案。
将IP协议引入无线通信网络一直被认为是不现实的(不是完全不可能)。
迄今为止，无线网只采用专用协议（如Zigbee），因为IP协议对内存和带宽要求较高，要降低它的运行环境要求以适应微控制器及低功率无线连接很困难。
基于IEEE 802.15.4实现IPv6通信的IETF 6LoWPAN标准的发布有望改变这一局面。
2.组网方案2.1 嵌入式设备智能变电站的需求令本系统选择了嵌入式设备代替人工/移动机器人等设备来监测、控制成千上万的需要接入网络的设备。
嵌入式设备已经广泛用于电网中的设备，典型的设备如SCADA系统中的RTU（远程终端单元）。
嵌入式设备主要负责采集和储存所在设施的运行状态各项参数，通过集成低功耗的6LoWPAN无线发射模块将数据上传至调度中心，还可以执行远端集中控制站对于设备的控制命令。
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