电力系统同步相量测量单元中NCAP模块软件的研究与实现

摘要

电力系统的运行分析及控制都是以状态测量为基础的。传统的监控与数据采集(SCADA)系统侧重于系统稳态运行情况的监测，广域测量系统(WAMS)将使电力系统的监控从稳态水平提高到动态水平，为电力系统动态分析和控制创造条件。
　　本文结合实际科研项目，对项目中网络应用处理器(NCAP)模块的软件进行研究，构建满足实时传输要求的数据通信网络，确保测量数据快速准确上传。NCAP将测量数据汇集于调度中心，使得用户能够在线监测系统的运行状态，便于进行系统分析和决策，实现对电力系统安全基础设施的监测和控制。其重要应用价值在于当系统发生扰动或故障时提供系统的实时动态信息，为电力系统暂态稳定分析与控制提供重要依据。
　　本项目所设计的电力系统同步相量测量单元中NCAP模块主要实现通信接口驱动和数据处理、协议转换、任务调度等功能。具体表现在以下几方面：
　　针对NCAP系统的需求，将ARM9作为NCAP嵌入式硬件平台，构建交叉编译环境，移植嵌入式多任务Linux操作系统。
　　基于Linux2.6内核的设备驱动设计，主要设计和实现了基于IEEE1451.2协议的智能变送器接口(TII)驱动及基于AMBA总线的SMC通用数据接口驱动。
　　NCAP系统上层控制程序的设计，主要包括对底层通信接口的操作以及IEEE C37.118和IEEE1451.2协议的实现。
　　采用UDP协议，设计和实现了NCAP与服务器间的通信程序。
　　文章最后对软件平台进行测试，并对结果进行分析，验证了软件平台设计的正确性和有效性以及方案的可行性。

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第一章绪论

1.1课题的研究背景

1.2电力系统同步相量测量的研究与发展现状

1.3本项目的研究思路及总体方案

1.4本项目的研究意义及本文的主要工作

第二章同步相量测量单元中NCAP模块软件的总体架构

2.1 NCAP模块的总体框架设计及功能模块划分

2.2软件开发环境

第三章基于ARM开发平台的嵌入式Linux 2.6系统的构建

3.1嵌入式系统平台的组成

3.2开发环境的建立

3.3嵌入式Linux的编译与裁剪

3.4移植Linux操作系统

3.5本章小结

第四章NCAP底层驱动程序的设计与实现

4.1底层通信接口驱动的编写原理

4.2 TII接口驱动的设计与实现

4.3 NCAP与FPGA接口驱动的设计与实现

4.4本章小结

第五章NCAP应用层程序设计与实现

5.1相关协议简介

5.2 NCAP应用层整体软件设计

5.3 NCAP各子模块的功能及设计方法

5.4本章小结

第六章软件平台测试与结果演示

6.1软件平台测试

6.2结果演示

6.3本章小结

第七章总结与展望

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果