[发明专利]继电保护装置多核CPU嵌入式系统处理方法和平台

说明书

一种继电保护装置多核CPU嵌入式系统处理方法和平台，涉及变电站电力系统二次保护设备。该方法包括：设置一个双核CPU作为主CPU，并配置FPGA作为协处理器；各板件通过数据总线交互实时数据和网络管理总线交互非实时数据；将板件的主核配置为本板件的主板件号，从核虚拟出一个板件号，通过双核虚拟通信协议，从核虚拟为一个板件使用，同时多板多核相互交换并且可实现互闭锁；设置针对主从核各自的关键性内容的自检判断逻辑，当检查出异常时立即闭锁装置出口并置装置异常信号；设置看门狗逻辑检测双核运行状态，当双核处于异常状态时重启CPU或者闭锁出口。本发明提高了继电保护装置本身的安全性和扩展性。

技术领域

本发明涉及一种电力系统继电保护装置多核CPU嵌入式系统平台和处理方法，特别是可适用于传统变电站和智能变电站电力系统二次保护设备。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，社会对电力的需求量越来越大，电力系统设计越来越复杂,电力用户对电网的供电可靠性、电能质量、工作效率和优质服务等方面的要求也越来越高。利用现代电子技术开发微机嵌入式继电保护装置保障电力系统安全可靠运行提高供电质量是智能电网的发展趋势。

继电保护装置作为电力系统的重要组成部分，承担故障的准确判断、自动调整并及时维护电力系统故障，对保证电力系统安全稳定有着不可替代的作用，目前嵌入式继电保护装置大多为单核CPU多板配置，装置硬件设备在恶劣的环境中长期运行极有可能出现内存异常、采样异常、IO操作异常等硬件相关问题，当供电电源不稳定时也可能导致CPU处于一种不稳定状态，如CPU的IO处于不确定状态等，此时极有可能导致继电保护装置直接误动拒动，导致电力系统故障影响其安全可靠性。因此提高继电保护装置本身的可靠性就极为重要，要提高装置系统的可靠性除了提高保护算法本身之外，更重要的是提高系统虚拟平台的可靠性设计以及硬件平台的可靠性设计。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种适用于各种复杂应用的高扩展性、高可靠性的继电保护装置多核CPU嵌入式系统处理方法。

本发明的另一目的在于提供一种适用于各种复杂应用的高扩展性、高可靠性的继电保护装置多核CPU嵌入式系统处理平台。

本发明的目的之一可以这样实现，设计一种继电保护装置多核CPU嵌入式系统处理方法，包括：

A、设置一个双核CPU作为主CPU，并配置FPGA作为协处理器；FPGA负责板件外部数据采集和输出交互，主CPU负责保护相关逻辑处理；设置基于实时并行数据总线和基于非实时管理总线的多板多核通信协议，各板件通过数据总线交互实时数据和网络管理总线交互非实时数据；设置出口逻辑回路，出口逻辑回路包括运行信号控制、装置故障控制、启动继电器控制、出口继电器控制、电源自检；

B、设置虚拟协议，将板件的主核配置为本板件的主板件号，从核虚拟出一个板件号，通过双核虚拟通信协议，从核虚拟为一个板件使用，通过配置实现多核多板相互通信且协议完全相同，同时多板多核相互交换并且可实现互闭锁；

C、设置针对主从核各自的关键性内容包括定值、内存、EEPROM、AD、出口正反码、关键常量、代码段的自检判断逻辑，当检查出异常时立即闭锁装置出口并置装置异常信号，防止软件出现故障时误动拒动；

D、设置看门狗逻辑检测双核运行状态，当双核处于异常状态时重启CPU或者闭锁出口，防止CPU异常时装置误动拒动。

进一步地，出口逻辑回路包括：

运行信号控制：各CPU板件各内核输出其正常运行的运行信号，其运行信号参与装置的启动继电器启动判断，各板件各内核运行信号正常时启动继电器才能启动，保障系统安全性；

装置故障控制：各CPU板件各内核输出其装置故障信号，装置故障信号参与启动继电器启动判断，当出现装置故障开出时启动继电器不能闭合；