基于ARM的嵌入式一体化电源监控装置的研发

摘要

智能一体化电源系统是借鉴数字化变电站核心思想，针对智能变电站建设的要求而专门开发的电源产品。该系统对站用电源进行全面整合，将站用交流电源单元、直流电源单元、UPS电源单元、通信电源单元统一设计、监控、生产、调试和服务，通过嵌入式一体化电源监控装置将站用电源各单元通信网络化，建立智能电源软件平台，实现站用电源信息共享。通过将站用电源所有开关智能模块化，集中功能分散化，实现模块外无二次接线，无跨屏二次电缆，建立数字化电源硬件平台。
　　论文首先介绍了智能一体化电源系统的整体设计思路，详细阐述智能一体化电源系统的原理、电源性能特性及其应用类型;对嵌入式一体化电源监控装置进行了总体方案设计，分析了其所需实现的功能，给出了基本组成配置，详细说明了智能数据采集模块、智能开关量采集模块、智能绝缘监察模块、智能电池巡检模块的设计思路;重点描述了一体化电源监控装置的开发平台，详细介绍了监控装置组态软件的结构、功能和特点，阐述了组态软件的设计过程，并对其进行了功能演示;最后介绍了IEC61850标准的体系结构和功能，着重说明了一体化电源监控装置的建模与实现过程。
　　一体化电源监控装置通过以太网接口、IEC61850规约与上位机系统通信，使智能一体化电源系统成为开放式系统，是智能化变电站对站用电源进行网络化管理并实现系统全参数在线检测功能的最佳解决方案，是发电设备和输配电设备的“动力源泉”，满足了智能电网建设需要，顺应了电网信息建设的形势。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景

1．2 传统电源系统的现状

1．2．1 传统电源系统的结构

1．2．2 传统电源设备的发展

1．2．3 传统电源系统的问题

1．3 智能一体化电源系统概述

1．3．1 智能一体化电源系统的功能

1．3．2 智能一体化电源系统的主要特征

1．3．3 智能一体化电源系统的优势

1．4 智能一体化电源系统研究的目的及意义

1．4．1 经济性分析

1．4．2 技术及节能性分析

1．4．3 环保性分析

1．5 论文结构

第二章 智能一体化电源系统

2．1 智能一体化电源系统的原理

2．2 智能一体化电源系统的性能描述

2．2．1 交流电源单元

2．2．2 直流电源单元

2．2．3 UPS电源单元

2．2．4 通信电源单元

2．3 智能一体化电源系统的特性

2．3．1 智能化

2．3．2 集成化

2．3．3 连续性

2．3．4 可靠性

2．3．5 安全性

2．4 智能一体化电源系统的应用类型

2．4．1 Mini系统

2．4．2 小系统

2．4．3 中型系统

2．4．4 大系统

2．5 本章小结

第三章 嵌入式一体化电源监控装置的整体设计

3．1 嵌入式电源监控系统概述

3．1．1 嵌入式电源监控系统监控对象与监控点的选取

3．1．2 嵌入式电源监控系统的监测功能与内容

3．1．3 嵌入式电源监控系统基本组成及配置

3．2 智能数据采集模块设计

3．2．1 智能数据采集模块概述

3．2．2 智能数据采集模块硬件设计

3．2．3 智能数据采集模块实物图

3．3 智能开关量采集模块设计

3．3．1 智能开关量采集模块概述

3．3．2 智能开关量采集模块硬件设计

3．3．3 智能开关量采集模块实物图

3．4 智能绝缘监察模块设计

3．4．1 智能绝缘监察模块概述

3．4．2 智能绝缘监察模块硬件设计

3．4．3 智能绝缘监察模块软件设计

3．4．4 智能绝缘监察模块实物图

3．5 智能电池巡检模块设计

3．5．1 智能电池巡检模块概述

3．5．2 智能电池巡检模块硬件设计

3．5．3 智能电池巡检模块软件设计

3．5．4 智能电池巡检模块实物图

3．6 蓄电池管理单元设计

3．7 本章小结

第四章 嵌入式一体化电源监控装置的开发平台

4．1 嵌入式一体化电源监控装置硬件平台

4．1．1 基本参数

4．1．2 接线说明

4．2 嵌入式一体化电源监控装置组态软件

4．2．1 MCGS组态软件概述

4．2．2 MCGS组态软件结构

4．2．3 MCGS组态软件功能

4．2．4 MCGS组态软件特点

4．3 MCGS组态软件的设计

4．3．1 主控窗口

4．3．2 设备窗口

4．3．3 用户窗口

4．3．4 实时数据库

4．3．5 运行策略

4．4 嵌入式一体化电源监控装置功能演示

4．4．1 主界面

4．4．2 参数设定界面

4．4．3 故障记录界面

4．4．4 事件记录界面

4．4．5 充电信息界面

4．4．6 数据导出界面

4．4．7 运行界面

4．5 本章小结

第五章 基于IEC 61850标准的一体化电源监控装置的建模与实现

5．1 IEC 61850标准通信体系介绍

5．2 基于IEC 618S0标准的一体化电源监控装置功能简介

5．2．1 IEC 61850标准的功能实现与特点

5．2．2 IEC 61850标准的MMS功能与工程应用

5．2．3 IEC 61850标准的系统构架

5．3 一体化电源监控装置的建模

5．3．1 物理设备建模

5．3．2 服务器建模

5．3．3 逻辑设备建模

5．3．4 逻辑节点建模

5．3．5 数据对象及数据属性建模

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献