eCAN和Ethernet在同步相量测量装置中的应用.pdf

维普资讯 第34卷 第6期 继 电器 Vo1．34 No+6 60 2006年3月 l6日 RELAY Mar．16，2006 eCAN和Ethernet在同步相量测量装置中的应用 汤 娇 ，王克英 ，邓岳华 (1．华南理工大学电力学院，广东广州510640；2．佛 山南海供 电局，广东 佛山5282(X)) 摘要：文章在基于数字信号处理器(DSP)和高速 AVR单片机双 CPU的同步相量测量装置 PMU(Phasor MeasurementUnit)的研究基础上 ，提出了一种 eCAN总线(EnhancedControllerAreaNetwork)与工业以太网相 结合的PMU数据通信方案。讨论了eCAN的硬件设计原理和软件设计流程，设计 了基于高性能数字信号处 理器 TMS32OLF24O7的连接 CAN现场总线和工业以太网的嵌入式现场 网关，实现 了PMU与现场工控机 (动 模实验)以及远程控制中心的实时通信。 关键词：相量测量单元(PMU)； eCAN； 工业以太网： CAN／Ethernet网关 中图分类号：TM73 文献标识码 ：A 文章编号2006)064)060-04 太网实现PMU与控制中心的实时通信，能满足实时 0 引言 控制所需的20—30ms刷新数据的要求。 基于 GPS／PMU的新一代动态安全监测系统 l PMU装置的原理结构 WAMS(Wide—AreaMeasurement／MonitoringSys— tern)可以弥补现有 EMS／SCADA的不足，对电力系 相量测量单元结构原理如图l所示。来 自P1／ 统稳定监测、预报、调度处理、事故复现、系统动态参 CT二次侧的电压、电流信号经相应的滤波器分别接 数辨识以及发展在线稳定控制都有很大的帮助，将 人A／D转换电路和频率测量电路，根据GPS输出的 给电力系统的运行及控制带来巨大影响，为解决复 秒脉冲(PPS)和来 自频率跟踪与测量的信号经 DSP 杂电力系统的系列难题提供 r新 的、有效的手 内部的捕获单元产生满足时间同步和频率同步要求 段 。要实现对 电力系统的动态行为进行控制， 的异地同步采样信号启动 A／D转换。DSP根据变 WAMS中PMU与 PMU、PMU与现场上位机、PMU 间隔的离散傅里叶变换 (DFT)算法计算出被测量信 与控制中心之间的实时可靠通信尤为重要。 号的基波分量，然后利用 GPS提供的时问信息和采 以太网采用带冲突检测的载波监听多路访 问 样顺序编号给计算结果置 以全网统一的 “时间标 CSMA／CD的控制方式，因此传统的以太网技术难 签”。计算结果连同其Ⅱ寸问标签按照通信规约的要 以满足拧制系统要求准确定时通信的实时性要求， 求，经CAN总线和工业以太网实时送往控制中心。 一 直被视为非确定性网络。然而，由于高速 以太网 技术的发展，100M的以太网技术已非常成熟，10G 的以太网也已问世，给解决以太网的非确定性问题 带来了新的契机，连接在同一个交换机上不同设备 之间产生冲突的可能性大大降低。减轻了网络的负 荷，提高了确定性。同时使用虚拟局域网技术、全双 工通信模式、具有智能式集线器都能大大提高其确 定性 ·。 图1 PMU原理结构图 文献 [5]构建了一种较为灵活的PMU底层通 Fig．1 Principlesandstructure