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汇聚式处理器为智能电网设备提供核心平台

: EDN China?? 2009年12月22日 ?? 收藏0

  数字技术对世界的改造将人类带进信息时代,无论是消费电子、医疗设备、工业、汽车、或者航空及军工领域,数字技术无处不在。然而,为信息化社会提供能源的电力系统在数字化技术应用上却走在了后面,由于种种原因,全球大部分国家的电力网络老化,电力设备、电力管理的数字化程度低,电力使用效率低下,电力管理手段落后。

  一场金融危机将智能电网这个为绝大多数人所不熟悉的概念变成全球热门话题,为促进经济复苏以及随着全球各国面临节能减排的压力增大,智能电网的节能作用、巨大的市场前景、社会效应让包括谷歌、微软、IBM等全球的巨头关注,甚至进入一些主要国家的国家战略规划中。有研究数据显示,到2020年,全球通过使用智能电网可减少10亿余吨二氧化碳排放量——约占2008年全年二氧化碳排放量的三十分之一。

  智能电网引入了“信息流”感念,即把电能流、信息流结合在一起,在传输能源的同时实现数据的采集,促进能源的合理有效利用和管理。通过优化模型对数据进行深度挖掘和分析,预测电能流的情况,如电压变化和用电量分布,为发电、输电、配电、用电各方及监管单位提供信息决策,最终实现清洁发电、高效输电、动态配电、合理用电的

智能电网的目标。

  对于智能电网的概念,各国并无标准定义,事实上目前智能电网相关的各个环节的标准、架构等并无统一的标准。各个国家因为目标的差异,智能电网概念背后的实质内涵差别较大。中国国家电网公司给智能电网的定义是,以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。很明显,支撑中国(抑或全球)智能电网的将是通信技术、信息处理技术和控制技术,对应到相关的市场将涉及智能计量(智能电表)、电网智能化(网络基础设施及其控制)以及公用事业的信息技术应用(智能数据管理)。每一个领域都意味着一个庞大的新兴市场,同样也意味着背后将涉及复杂的相关标准游戏规则。

  

  1智能电网将带来的电力管理与应用的变革

  汇聚式处理器助您抢占先机

  在智能电网成为热门话题之前,各种数字技术在电力系统中的应用已经逐渐增多,由于在发电、输电、配电以及用电端对相关数据进行采样和测量,这为模数转换器和MCU创造了大量进入电力系统的机会。近年来,电力二次设备的设计思路呈现出多样化的趋势,这与处理器的多样化和灵活性的大大提高密不可分。随着智能化技术需求的发展,数据处理能力、通信处理能力要求日益提高,而且产品的多规格、多标准共存的现实要求方案越来越高的设计灵活性,工程师们又开始把关注的目光转移到DSP技术。DSP+MCU的双处理器方案解决了系统的控制和运算需求,但由此增加的开发复杂性、BOM成本带来了新的挑战。

  (一)? 汇聚式处理器的独特优势

  电力设备全球领导企业西门子对智能电网的一个重要观点就是灵活性—不仅满足客户当前的需求,同时能应对未来发展的变革与挑战。事实上,这种灵活性的要求涉及到智能电网相关的所有基础设备,电力设备企业在未来相当长一段时间内,应对智能电网市场需求的变革和挑战将成为主旋律。

  传统电网向智能电网转变,要求电力设备具有更强的接口能力、通信能力和数据处理能力,这对电力设备的硬件方案平台的选择提出了极高的要求,这也应对了当前工业应用和测试测量支持以太网/无线连接实现易用性、针对高品质测量的简单连接、系统的可编程灵活性、从8/16向32位解决方案转移的发展趋势。此外,由于电网是封闭的网络,同时涉及到国计民生的重大安全问题,智能电网标准在全球很难实现统一,多种标准共存将是必然。为此,能灵活满足多种标准和功能要求的产品方案非常重要,这使得结合了MCU和DSP优势、具有软件设计灵活性和强大处理能力的汇聚式处理器方案平台具有明显优势。

  

  图2:MCU、DSP和ASIC方案灵活性与运算能力比较。

  BlackfinADI公司推出汇聚式处理器,基于由ADI和Intel公司联合开发的微信号架构,它将一个32位RISC型指令集和双16位乘法累加信号处理功能与通用型微控制器所具有的易用性组合在一起。这种独特汇聚式架构很适合于全信号处理/分析能力要求,同时还可在单内核器件上提供高效控制任务执行能力。这种汇聚架构非常符合包括智能电表在内的智能电网基础设备的数据处理、各种高性能算法(如谐波分析)、通信功能的软件实现,以及对各种系统控制功能的支持。

  基于Blackfin处理器的方案可以方便地利用软件来实现不同电力计量相关协议和各种通信协议算法,以及满足各种功能组合要求。Blackfin处理器的强大处理能力使电力设备制造商能轻松实现各种通用或定制化的功能,能够在不改变(或很少改变)硬件的情况下迅速适应不断发展的标准和新型功能要求,并大


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ADI? 智能电网? 电力管理? 汇聚式处理器?

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