提到智能電網(wǎng)，就不得不提到IEC61850協(xié)議棧，IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)是由國際電工委員會(huì)(International Electro technical Commission)第57技術(shù)委員會(huì)于2004年頒布的、應(yīng)用于變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，是基于網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)的變電站唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)。
芯片廠商是如何看待數(shù)字化變電站市場(chǎng)的機(jī)遇呢?ADI公司市場(chǎng)經(jīng)理張松剛指出，“一直以來，半導(dǎo)體廠商對(duì)于智能電網(wǎng)的輸配電保護(hù)機(jī)制都集中在二次側(cè)的監(jiān)控與保護(hù)，而隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，一次側(cè)設(shè)備二次化的趨勢(shì)越來越明顯，對(duì)于半導(dǎo)體的需求也越來越高?！边@就極大的擴(kuò)展了半導(dǎo)體所涉及的范圍，同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體器件的溫度特性、EMC特性等可靠性也有了更新的要求。
2012年，ADI聯(lián)合第三方上海遠(yuǎn)景數(shù)字信息有限公司，合作開發(fā)了一款可以滿足IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站IED通用平臺(tái)。正如張松剛所說：“盡管ADI是一家模擬見長的公司，但我們也有數(shù)字解決方案?！贝送?，憑借著多年在電網(wǎng)領(lǐng)域的耕耘，ADI推出了目前最適用于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能電網(wǎng)解決方案平臺(tái)。
平臺(tái)全概覽
ADI推出的這一平臺(tái)幾乎全部采用ADI的器件，覆蓋到IEC61850的各個(gè)方面，其中包括：ADC、處理器、線性電源、隔離接口、非隔離接口、電壓監(jiān)控、運(yùn)算放大器等等。此外也包含一顆Altera Cyclone IV 作為系統(tǒng)擴(kuò)展。
張松剛認(rèn)為，目前的IED設(shè)計(jì)需要考慮以下幾個(gè)方面：復(fù)雜的通信協(xié)議和多種不同的通信協(xié)議棧、實(shí)時(shí)性要求非常高的信號(hào)處理能力并且有很高的系統(tǒng)可靠度、廣域IED時(shí)間同步、系統(tǒng)成本和開發(fā)成本、“平臺(tái)”式開發(fā)。
而ADI的這一平臺(tái)則能完美解決以上問題。
處理器解析
這一平臺(tái)中，最重要的部分恐怕非雙核BlackFin BF60X系列處理器了。據(jù)張松剛介紹，起初這是一款為汽車專門設(shè)計(jì)的芯片，而由于其具有的良好的安全性要求，也在逐步向工業(yè)領(lǐng)域拓展。這款處理器兩個(gè)內(nèi)核共享二級(jí)存儲(chǔ)器，方便數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。同時(shí)采用了Crossbar架構(gòu)，兩個(gè)處理器內(nèi)核可同時(shí)處理不同外設(shè)，特別適合于61850這種需要大量且頻繁的與存儲(chǔ)器外設(shè)交互的場(chǎng)合。
ADI雙核處理器具有兩種解決方案，分別對(duì)應(yīng)不同實(shí)時(shí)要求的場(chǎng)合。當(dāng)實(shí)時(shí)性要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合中，一個(gè)內(nèi)核處理ADC數(shù)據(jù)，另外一個(gè)跑操作系統(tǒng)的同時(shí)，發(fā)送實(shí)時(shí)的GOOSE消息。另外的解決方案為一個(gè)內(nèi)核運(yùn)行uCLinux操作系統(tǒng)及MMS協(xié)議棧等對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的軟件，而另外一個(gè)內(nèi)核除了運(yùn)行采樣和繼電保護(hù)算法(處理ADC數(shù)據(jù))之外，還可以負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)系統(tǒng)。
同時(shí)，BF60X具有l(wèi)inkport接口，可支持多處理器級(jí)聯(lián)，包括與FPGA 的連接，可將部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸至FPGA中處理，同時(shí)FPGA還可以為客戶提供更多的擴(kuò)展功能，包括以太網(wǎng)口等。
“我們把處理器性能充分發(fā)揮出來，同時(shí)也解決了目前客戶所遇到的問題。”張松剛指出了ADI IEC61850 IED設(shè)備級(jí)系統(tǒng)解決方案的優(yōu)勢(shì)所在。
