[發(fā)明專(zhuān)利]繼電保護(hù)裝置多核CPU嵌入式系統(tǒng)處理方法和平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711496381.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108155619B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳遠(yuǎn)生;李蔚凡;謝映宏;許永軍;林超;王薛冬;張凱;蘇小雷;向莉華;姜步云;張澤江;李文峰;蘇宗洲;鄭冰冰;陳星宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)園深瑞繼保自動(dòng)化有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02H1/00
• 分類(lèi)號(hào): H02H1/00
• 代理公司: 深圳市中知專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44101
• 代理人: 孫皓;林虹

一種繼電保護(hù)裝置多核CPU嵌入式系統(tǒng)處理方法和平臺(tái)，涉及變電站電力系統(tǒng)二次保護(hù)設(shè)備。該方法包括：設(shè)置一個(gè)雙核CPU作為主CPU，并配置FPGA作為協(xié)處理器；各板件通過(guò)數(shù)據(jù)總線交互實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)管理總線交互非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；將板件的主核配置為本板件的主板件號(hào)，從核虛擬出一個(gè)板件號(hào)，通過(guò)雙核虛擬通信協(xié)議，從核虛擬為一個(gè)板件使用，同時(shí)多板多核相互交換并且可實(shí)現(xiàn)互閉鎖；設(shè)置針對(duì)主從核各自的關(guān)鍵性?xún)?nèi)容的自檢判斷邏輯，當(dāng)檢查出異常時(shí)立即閉鎖裝置出口并置裝置異常信號(hào)；設(shè)置看門(mén)狗邏輯檢測(cè)雙核運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)雙核處于異常狀態(tài)時(shí)重啟CPU或者閉鎖出口。本發(fā)明提高了繼電保護(hù)裝置本身的安全性和擴(kuò)展性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置多核CPU嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)和處理方法，特別是可適用于傳統(tǒng)變電站和智能變電站電力系統(tǒng)二次保護(hù)設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜,電力用戶(hù)對(duì)電網(wǎng)的供電可靠性、電能質(zhì)量、工作效率和優(yōu)質(zhì)服務(wù)等方面的要求也越來(lái)越高。利用現(xiàn)代電子技術(shù)開(kāi)發(fā)微機(jī)嵌入式繼電保護(hù)裝置保障電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行提高供電質(zhì)量是智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)故障的準(zhǔn)確判斷、自動(dòng)調(diào)整并及時(shí)維護(hù)電力系統(tǒng)故障，對(duì)保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定有著不可替代的作用，目前嵌入式繼電保護(hù)裝置大多為單核CPU多板配置，裝置硬件設(shè)備在惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)期運(yùn)行極有可能出現(xiàn)內(nèi)存異常、采樣異常、IO操作異常等硬件相關(guān)問(wèn)題，當(dāng)供電電源不穩(wěn)定時(shí)也可能導(dǎo)致CPU處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，如CPU的IO處于不確定狀態(tài)等，此時(shí)極有可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置直接誤動(dòng)拒動(dòng)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)故障影響其安全可靠性。因此提高繼電保護(hù)裝置本身的可靠性就極為重要，要提高裝置系統(tǒng)的可靠性除了提高保護(hù)算法本身之外，更重要的是提高系統(tǒng)虛擬平臺(tái)的可靠性設(shè)計(jì)以及硬件平臺(tái)的可靠性設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種適用于各種復(fù)雜應(yīng)用的高擴(kuò)展性、高可靠性的繼電保護(hù)裝置多核CPU嵌入式系統(tǒng)處理方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種適用于各種復(fù)雜應(yīng)用的高擴(kuò)展性、高可靠性的繼電保護(hù)裝置多核CPU嵌入式系統(tǒng)處理平臺(tái)。

本發(fā)明的目的之一可以這樣實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)一種繼電保護(hù)裝置多核CPU嵌入式系統(tǒng)處理方法，包括：

A、設(shè)置一個(gè)雙核CPU作為主CPU，并配置FPGA作為協(xié)處理器；FPGA負(fù)責(zé)板件外部數(shù)據(jù)采集和輸出交互，主CPU負(fù)責(zé)保護(hù)相關(guān)邏輯處理；設(shè)置基于實(shí)時(shí)并行數(shù)據(jù)總線和基于非實(shí)時(shí)管理總線的多板多核通信協(xié)議，各板件通過(guò)數(shù)據(jù)總線交互實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)管理總線交互非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；設(shè)置出口邏輯回路，出口邏輯回路包括運(yùn)行信號(hào)控制、裝置故障控制、啟動(dòng)繼電器控制、出口繼電器控制、電源自檢；

B、設(shè)置虛擬協(xié)議，將板件的主核配置為本板件的主板件號(hào)，從核虛擬出一個(gè)板件號(hào)，通過(guò)雙核虛擬通信協(xié)議，從核虛擬為一個(gè)板件使用，通過(guò)配置實(shí)現(xiàn)多核多板相互通信且協(xié)議完全相同，同時(shí)多板多核相互交換并且可實(shí)現(xiàn)互閉鎖；

C、設(shè)置針對(duì)主從核各自的關(guān)鍵性?xún)?nèi)容包括定值、內(nèi)存、EEPROM、AD、出口正反碼、關(guān)鍵常量、代碼段的自檢判斷邏輯，當(dāng)檢查出異常時(shí)立即閉鎖裝置出口并置裝置異常信號(hào)，防止軟件出現(xiàn)故障時(shí)誤動(dòng)拒動(dòng)；

D、設(shè)置看門(mén)狗邏輯檢測(cè)雙核運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)雙核處于異常狀態(tài)時(shí)重啟CPU或者閉鎖出口，防止CPU異常時(shí)裝置誤動(dòng)拒動(dòng)。

進(jìn)一步地，出口邏輯回路包括：

運(yùn)行信號(hào)控制：各CPU板件各內(nèi)核輸出其正常運(yùn)行的運(yùn)行信號(hào)，其運(yùn)行信號(hào)參與裝置的啟動(dòng)繼電器啟動(dòng)判斷，各板件各內(nèi)核運(yùn)行信號(hào)正常時(shí)啟動(dòng)繼電器才能啟動(dòng)，保障系統(tǒng)安全性；

裝置故障控制：各CPU板件各內(nèi)核輸出其裝置故障信號(hào)，裝置故障信號(hào)參與啟動(dòng)繼電器啟動(dòng)判斷，當(dāng)出現(xiàn)裝置故障開(kāi)出時(shí)啟動(dòng)繼電器不能閉合；