海岛新能源微网监控一体化智能终端设计

摘要

随着微网技术的不断发展，微网的组成结构越来越复杂，应用场合越来越广泛，如何对微网中的设备进行实时控制和电能质量的监测，对于实现微网的稳定控制和运行有着重要的意义。微网主要使用分层控制策略进行控制。本文面向海洋可再生能源微网发电平台分层控制设计并实现了一种监控一体化智能终端。智能终端以双ARM芯片为核心，构成双MCU系统。智能终端分为控制计算模块、电能质量采集模块、通信模块、输入输出几大模块，文中详细阐述了各模块实现的功能和硬件设计，在此硬件基础上移植了FreeRTOS嵌入式操作系统。在FreeRTOS上设计编写了各功能任务，任务间使用信号量和消息进行消息传递，设计不同的优先级对任务进行管理，可实现控制命令下发、回馈消息上传、电网信息数据采集等多种功能。
　　整套终端系统硬件、软件设计方案使用可靠，能够在海洋可再生能源微网发电平台稳定运行，满足微网控制的需要。监控一体化

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外智能微网研究现状

1．3 微网控制策略研究现状

1．3．1 主从控制

1．3．2 对等控制

1．3．3 分层控制

1．4 本文目标和工作

2 微网分层控制

2．1 一次控制

2．2 二次控制

2．3 三次控制

2．4 海岛新能源分层控制系统

2．5 小结

3 智能终端总体设计

3．1 控制计算模块

3．2 电能质量测量模块

3．3 通信模块

3．4 输入输出模块

3．5 电源模块设计

3．6 小结

4 软件设计及任务组成

4．1 FreeRTOS实时操作系统移植

4．2 系统任务设计

4．3 以太网通信任务实现

4．3．1 LwIP协议栈移植

4．3．2 通信任务实现

4．4 电能质量采集任务实现

4．4．1 AD芯片驱动程序

4．4．2 电能质量计算程序

4．5 输入输出控制程序

5 实验调试

5．1 网络延迟测试

5．2 终端功能调试

5．3 微网整体调试

5．4 小结

6 总结与展望

参考文献

作者简介