IEC61850方案分享，基于全志、瑞芯微国产处理器平台实现！_电力_通信

IEC61850方案分享，基于全志、瑞芯微国产处理器平台实现！

本文摘要：（由ai生成）
IEC 61850是电力自动化关键通信协议，支持智能电网资源管理。本文采用创龙科技A40i评估板，展示了IEC 61850通信测试流程。包括软件安装、配置文件部署、激活程序运行、IP地址配置和网络连通性测试等步骤，验证了该协议在电力自动化系统中的有效性。此测试对推动智能电网和分布式能源资源管理具有重要意义。
什么是IEC61850协议？

IEC 61850是为电力自动化系统设计的一种通信协议，旨在促进数据交换和控制。该标准化协议定义了通信和数据模型，以支持设备和系统之间的无缝数据交流和相互操作。

在电力系统自动化和数字化转型方面，IEC 61850协议扮演着关键角色，特别是在智能电网和分布式能源资源管理等领域。采用IEC 61850协议，电力系统中的各个组件能够更高效地交互，实现更精确的监测和控制。

IEC61850协议应用框架图如下：

图1

IEC61850标准的服务实现主要分为三个部分：MMS服务、GOOSE服务、SMV服务。三个服务之间的关系见下图：

图2

IEC61850协议的主要特点及典型应用领域

IEC61850协议具备标准化、灵活性、可拓展性、高效性、安全性等诸多优点，因而它也因此被应用到了不少工业领域。

图3

IEC61850通讯协议演示

本节主要基于创龙科技A40i(TLA40i-EVM)评估板展示IEC 61850通信，并以网口连接方式为例进行测试。

备注：请通过网线将评估板千兆网口RGMII ETH与PC机网口直连，此方式不涉及工程配置。

启动评估板后，将位于案例"Demo\Package"目录下的szzkr_install.sh文件和szzkr_install.tar压缩包复制到评估板文件系统"/opt/"目录下。

图4

在评估板文件系统"/opt/"目录下，执行以下命令安装相关设备软件，评估板将会重启。

图5

重启后，在评估板文件系统"opt/szzkr/szCommUI/bin/"目录下查看相关文件，其中szrl300.db和szrl300.sdb文件是管理机模型配置文件

图6

将评估板文件系统"opt/szzkr/szCommUI/bin/"目录下的encode.300文件复制到Windows工作目录下，并联系创龙科技技术人员进行激活。

图7

将激活文件decode.300拷贝至评估板文件系统"opt/szzkr/szCommUI/bin/"目录下，案例程序将会自动运行。

图8

通过执行以下命令，确认程序是否已自动运行。若程序进程号存在且保持不变，则说明程序已自动运行。

图9

执行如下命令，配置RGMII ETH网口IP地址为静态地址192.168.1.120，此配置将临时生效

备注：由于相关文件是根据评估板IP地址为192.168.1.120配置生成的，因此请勿更改此静态IP地址。

图10

将PC端的IP地址配置为192.168.1.88，并在评估板文件系统执行如下命令测试与PC端的连通性。

备注：由于本案例提供的相关文件是根据PC端IP地址为192.168.1.88配置生成的，因此该静态IP地址请勿随意更改。

图11

图12

在PC端的命令行窗口执行“ping 192.168.1.120”命令测试与评估板的网络连通性。

图13

来源：电力电子技术与新能源

SPWM详解及其软件生成

一.什么是SPWM 要说SPWM先得说PWM，英文全名Pluse Width Modulation，即脉冲宽度调制，实际上就是周期的矩形波，然后每个周期的占空比都可以自己设置就叫调制。比如Buck电路中开关管的PWM波，当输入不变时可以将它的占空比从40%变到60%就能提高母线输出电压。图一 .占空比固定pwm波与载波而SPWM前面加了个S（Sine），即正弦脉宽调制，意思就是：还是这个周期的矩形波，但不同的是占空比不是如40%固定的，而是按照正弦规律变化的。 SPWM一般由三角波（载波）和正弦波（调制波）比较而成。硬件生成方法是将三角波和正弦波加入比较器得到；软件是通过定时器或者Epwm模块，按照中央计数模式生成三角波，经由CCR比较模块动作产生对应高低电平，即SPWM。如图，我们将正弦函数和三角载波都归一化处理，正弦波幅值要小于三角波，这里取0.8。在一个很小的Δt时段内正弦函数值和占空比的值相等。例如图中Δt时段正弦波的值是0.8左右（A点电压值），它的矩形波占空比也是80%。同时我们可以看出矩形波的频率和三角波相等。正弦波被三角波“切割”成高频的spwm，用以控制开关管，然后spwm通过低通滤波滤除高次谐波后，得到原来的正弦波。图示情况下从0开始半个期内SPWM占空比是0->0.8->0按照正弦函数变化，要得到某时的占空比，得到此时的sine值就可以了，sine值可以事先放入表中。二.SPWM软件生成利用单片机输出PWM波，然后让占空比正弦规律变化。实现步骤可以简单分为三步，以stm32为例：（1）生成载波。比如要生成一个10KHZ的三角波，将计数器设置加减计数、周期设为1/10K就ok啦。这样生成的三角波的幅值是多少呀，3.3V？其实在单片机里面都是数字信号，三角波最高点的时候可以用一个计数值来表示，比如8400，最低点是0。不用管他的电压是多少。（2）生成正弦波。这一步用软件生成一个正弦表即可。比如将正弦波取200个点，即将一个正弦分割成200份，每个点代表一个幅值。用离散的数字量表达正弦模拟量。（3）将正弦波和三角波进行比较。 a.什么时候进行比较。设置计数值达到比较值产生动作。b.比较完之后，需要改变比较值，用于下一个周期进行比较（比较值可以理解为占空比），比较值查正弦表获得，这样就生成了占空比正弦规律变化的SPWM。 c.调制度m。m=正弦表最大值/三角波最大计数值。如正弦表最大值4200，三角波最大计数值8400，m=4200/8400=0.5，此时spwm最大占空比为50%，设置m=1，spwm最大占空比为100%。如图所示，要注意因为是单极性调制，spwm和三角载波都是大于0的。在单相全桥逆变电路中，开关管交替导通时输出电压Ud自然会倒过来为负，Ud经过滤波就是一个正弦波。来源：电力电子技术与新能源