[发明专利]一种标准化体系架构的配电自动化终端

摘要

本发明提供一种标准化体系架构的配电自动化终端，属电力系统自动化领域，包括如下技术方案采用分布式模块化的设计方案，各功能板件相互独立；采用基于ARM‑DSP的嵌入式系统双核设计方案，数据处理器DSP进行底层任务的处理，主处理器ARM进行高层任务的处理；数据处理器DSP和主处理器ARM的各功能模块按各自特点分布在不同功能应用层中。本发明提供的配电自动化终端具备配置灵活化、功能模块化、模型标准化、互操作性强等特点，将会极大推动配电自动化终端的快速发展。

主权项

一种标准化体系架构的配电自动化终端，其特征在于：采用基于ARM‑DSP的嵌入式双核系统，数据处理器DSP和主处理器ARM位于CPU核心板上，其中，数据处理器DSP主要负责底层任务的处理，主处理器ARM主要负责高层任务的处理；所述主处理器ARM通过以太网或UART与配电自动化主站进行通信，所述主处理器ARM还连接SD卡；所述数据处理器DSP通过高速总线板分别与液晶显示及按键控制板件，电源板，遥测板，遥信板和遥控板相连接，实现各功能板件的信息交互与传递；所述DSP负责底层任务的处理，从上而下分为应用层，处理层和接口层三层；所述DSP的接口层包括模拟量输入接口，数字量输入接口，数字量输出接口，液晶显示及按键控制板件接口；所述DSP的处理层用于实现信号处理、频率测量及数据计算；所述信号处理包括数字量输出防误动和数字量输入抖动抑制，其中数字量输出防误动采用互锁方案，数字量输入抖动抑制采用软件滤波算法；所述频率测量及数据计算将接口层中模拟量输入接口采集的线路电压、电流信息，通过采用同步向量测量方法、拉格朗日插值算法和快速傅里叶算法计算出线路频率、电压、电流、功率遥测量信息；所述DSP的应用层用于实现参数配置，事件记录处理，继电保护及故障定位，并负责与主处理器ARM进行通信；所述参数配置包括各功能板件数量、数字量输入滤波时间、继电保护定值参数的配置；所述事件记录处理将经过数字量输入抖动抑制处理的数字量信息标上数字量的变化时刻，确保数字量信息的有效性；所述继电保护及故障定位通过判断频率测量及数据计算得到的线路电流信息是否大于参数配置中的继电保护定值，来实现线路的继电保护及故障定位；所述ARM负责高层任务的处理，从上而下分为应用层，管理层和系统层三层；所述ARM的系统层用于进行嵌入式操作系统的移植和时钟同步，并提供实时数据库；所述嵌入式操作系统通过对主处理器ARM的内核进行裁剪实现嵌入式操作系统的移植；所述实时数据库实时接收数据处理器DSP上送的遥测量、事件记录信息；所述ARM的管理层用于进行参数配置，人机接口及远程维护，日志管理和历史数据存储；所述参数配置用于进行以太网IP地址、UART串口通信参数的配置；所述人机接口及远程维护，通过主处理器ARM的调试接口与PC机连接，为PC机提供人机界面，实现配电自动化终端的远程维护；所述日志管理用于进行配电自动化终端的操作记录；所述历史数据存储用于将系统层中实时数据库的遥测量、事件记录和管理层中日志管理的信息进行存储；所述ARM的应用层用于实现数据的信息安全，与数据处理器DSP的实时通信，并负责与配电自动化主站的进行通信；所述信息安全，通过采用SM2非对称密钥算法实现对遥控输出的完全加密，确保配电自动化终端的遥控安全；所述主处理器ARM和所述数据处理器DSP通过UART或总线进行通信。